§ 12. Понятие о выборе электрооборудования. Проверка электрооборудования по условиям короткого замыкания
Выбор и проверка электрооборудования станций и подстанций.
Все виды высоковольтного оборудования — выключатели, разъединители, трансформаторы тока — выбирают по условиям их работы в нормальном режиме и проверяют на электродинамическую и термическую устойчивость токам короткого замыкания.
При выборе оборудования по условиям нормального режима определяют соответствие данного аппарата условиям работы данной окружающей среде, роду тока и напряжению установки. Выбор осуществляют, пользуясь имеющимися номинальными данными аппаратов, указанными на их щитках. Проверку аппаратов на динамическую и термическую устойчивость проводят после определения расчетных значений токов короткого замыкания в месте установки аппаратов или за ними, но всегда с учетом протекания токов короткого замыкания.
Для выбора аппаратов используют следующие параметры, характеризующие возможность их использования в данной установке:
а) номинальное напряжение — напряжение, которое указано в паспорте аппарата и на которое он рассчитан при длительных условиях работы в нормальном режиме. Условие выбора выключателя по этому параметру записывается как Uном ≥ Uрасч, т. е. номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше расчетного напряжения установки;
б) номинальный ток — указанный в паспорте, на который рассчитан аппарат при длительной нормальной работе. Также, как и в предыдущем случае, выбор аппарата ведут по условию Iном ≥ Iрасч.
в) предельно-отключаемый ток (для выключателей различною рода и предохранителей) — это ток, указанный в паспорте, который может бы и отключен аппаратом при данном напряжении;
г) предельно-отключаемая мощность (также для выключателей и предохранителей) — это мощность, определяемая номинальным напряжением установки и предельным током отключения:
При выборе аппаратуры учитывают ее конструкцию, а также предназначена ли она для работы в открытых, закрытых установках и др.
Основные виды аппаратов и устройств станций и подстанций (масляные выключатели, разъединители, высоковольтные предохранители, шинные устройства и изоляторы) выбираются по номинальным напряжению и току, отключаемой мощности и проверяются на электродинамическую и термическую устойчивость (за исключением предохранителей, которые на динамическую и термическую устойчивость не проверяются). Изоляторы проверяются по допускаемой механической нагрузке. Расчетное усилие на изолятор (Fpaсч) не должно превышать 60% допускаемого разрешающего усилия при его изгибе, т. е. Fрасч≤0,6Fразр. Измерительные трансформаторы тока выбираются по номинальному напряжению и току первичной цепи, вторичной нагрузке и классу точности и проверяются по электродинамическому и термическому действию токов короткого замыкания. Трансформаторы напряжения на электродинамическую и термическую устойчивость не проверяют.
Выбор и проверка оборудования электрических сетей.
В сельских электрических сетях для повышения надежности электроснабжения потребителей применяют различные устройства, секционирующие (т. е. отключающие) поврежденные участки сети при прохождении по ним токов короткого замыкания. Секционирующие масляные выключатели типа ВМНА-10 и отделители должны быть также проверены на электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания, как и обычные подстанционные выключатели и разъединители. Номинальные параметры таких выключателей приводятся в справочниках.
В сельских сетях могут быть установлены распределительные линейные пункты, назначением которых является распределение электроэнергии между отдельными линиями, без ее трансформации. Основное оборудование этих пунктов — выключатели, разъединители, шинные устройства, изоляторы и измерительные трансформаторы (если последние имеются) — также должно быть проверено на электродинамическую и термическую устойчивость действию токов короткого замыкания
В сельских сетях подземные кабели имеют ограниченное применение. Их используют, например, для выполнения различных переходов электрической линии через железные дороги, поймы рек или другие препятствия, а также при выполнении схем электроснабжения наиболее ответственных потребителей.
Силовые электрические кабели выбирают по конструктивному выполнению, номинальному напряжению, плотности тока и проверяют на максимальный длительно допустимый ток нагрузки и термическую устойчивость токам короткого замыкания.
Длительно допустимым током нагрузки проводов или кабелей называется такой ток, который нагревает их до некоторой предельной температуры, допустимой для данной марки провода или кабеля. Величина этого тока зависит от материала провода или кабеля, его сечения, характера изоляции, условий прокладки, охлаждения и др.
На практике при выборе сечений проводов и кабелей по условиям нагрева не делают сложных тепловых расчетов, а пользуются готовыми таблицами длительно допустимых токовых нагрузок для проводов и кабелей, приведенных в ПУЭ. Пользование этими таблицами значительно упрощает расчет: подсчитав величину рабочего тока линии и выбрав условия прокладки по таблицам, находят требуемое сечение проводов или кабеля. Если целесообразно вместо одного кабеля большего сечения взять два меньшего сечения, то при этом вводят поправочный коэффициент 0,9. При совместной прокладке кабелей величину длительно допустимого тока несколько уменьшают, так как условия их охлаждения в этом случае ухудшаются.
Условия проверки кабеля на длительно допустимый ток сводятся к соблюдению неравенства
—
максимальный рабочий ток в цепи.
Проверку кабелей на термическую устойчивость проводят так же, как и проверку шин. Сечения проводов сельских воздушных линий выбирают по экономической плотности тока с последующей проверкой на отклонения напряжения у потребителей. Нормированные значения экономической плотности тока определяются ПУЭ в зависимости от числа часов использования максимума нагрузки. На термическую устойчивость провода воздушных линий не проверяют.
Контрольные вопросы
- Что называется коротким замыканием и почему оно опасно для электрической установки?
- Назовите основные виды коротких замыканий и дайте их краткую характеристику.
- Покажите, как изменяется напряжение вдоль сети при возникновении короткого замыкания в различных ее точках.
- В чем заключается электродинамическое и термическое действия токов короткого замыкания?
- По каким параметрам проводится выбор масляного выключателя, шинных устройств и силовых кабелей?
