Расчет и выбор высоковольтных аппаратов (стр. 2 из 5)
Ударный ток:
в точке К-1:
в точке К-2:
в точке К-3:
Значения токов КЗ и ударных токов сводим в таблицу 1.
Таблица 1.
| Ток КЗ | Точки КЗ | ||
| К-1 | К-2 | К-3 | |
 | 0,72 | 2,5 | 2,23 |
| 1,83 | 6,36 | 5,81 | |
5. Общие вопросы выбора электрических аппаратов и проводников
Все электрические аппараты, токоведущие части и изоляторы должны быть выбраны по условиям длительной работы и проверены по условиям короткого замыкания (КЗ) в соответствии с указаниями «Правил устройства электроустановок» [1] и Руководящих указаний по расчёту коротких замыканий, выбору и проверке аппаратов и проводников по условиям короткого замыкания [2].
Выбор аппаратов и проводников проектируемой установки начинают с определения по заданной электрической схеме расчётных условий, а именно: расчётных рабочих токов присоединений, расчётных токов короткого замыкания и т. д.
Расчётные величины сопоставляют с соответствующими номинальными параметрами аппаратов и проводников, выбираемых по каталогам и справочникам.
При выборе аппаратов необходимо учитывать род установки (наружная или внутренняя), температуру окружающего воздуха, влажность, загрязнённость помещения, а также габариты, вес, стоимость аппарата, удобство его размещения в распределительном устройстве.
Различают следующие напряжения электрических сетей и присоединённых к ним источников и приёмников электрической энергии в установках выше 1000 В:
номинальное междуфазное напряжение Uном;
наибольшее рабочее напряжение Umax;
среднее рабочее напряжение Uср.
Значение напряжений выражено в кВ:
Таблица 2
| Uном | 3 | 6 | 10 | 20 | 35 | 110 |
| Uср | 3,15 | 6,3 | 10,5 | 21 | 37,5 | 115 |
| Umax | 3,6 | 7,2 | 12 | 24 | 40,5 | 126 |
Изоляция электрических аппаратов и кабелей должна соответствовать номинальному напряжению установки Uу, для чего должно быть выполнено условие Uу ≤ Uном , где
Uном – номинальное напряжение аппарата или кабеля.
6. Выбор электрооборудования высшего напряжения
6.1. Выбор выключателя
Выбор выключателя Q2 в цепи силового трансформатора Т1 мощностью 4 мВА с учётом 30 % перегрузки.
В нормальном рабочем режиме через выключатель протекает ток
Определяем расчётный ток утяжелённого режима:
Расчётным током КЗ является ток на шинах высшего напряжения в точке К-1.
Выключатели распределительных устройств напряжением 35 кВ и выше выбираются обычно однотипными для всех цепей данного распределительного устройства и проверяются по наиболее тяжёлым условиям КЗ. К установке принимаем выключатель маломасляный трёхполюсный типа ВМ-35-12,5/630 с собственным временем отключения tсв = 0,05 с. Привод к выключателю пружинный типа ППК-2300. Расчётное значение периодической составляющей тока КЗ:
Iпt = Iп0 = 0,72 кА (удалённое КЗ).
Расчётное время:
τ = tз,min+ tсв = 0,01+0,05=0,06 с.
Апериодическая составляющая тока КЗ для ветви от энергосистемы:
,
,Где Та = 0,02, е = 2,7 - натуральное число.
Завод-изготовитель гарантирует выключателю апериодическую составляющую в отключаемом токе для времени τ
,
Где = 0,1 для τ = 0,06 с.
Тепловой импульс, выделяемый током КЗ:
, 
,Где tотк = tр.з + tс.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ;
Tа = 0,02 (табл. 2 методические указания);
tр.з – время действия основной защиты трансформатора равное 0,1 с;
tс.в – полное время отключения ВМ-35-12,5/630, равное 0,08 с.
Все расчётные и каталожные данные сводим в таблицу 3.
Выбираем по каталогу или справочнику разъединитель типа РНДЗ-2-35/630.
Таблица 3.
| Расчётные данные | Каталожные данные | |
Выключатель ВМ-35-12,5/630  | Разъединитель РНДЗ-2-35/630  | |
| Uуст = 35 кВ | Uном = 35 кВ | Uном = 35 кВ |
| Iраб.утяж = 85 А | Iном = 630 А | Iном = 630 А |
| Iп,τ = 0,72 кА | Iотк = 12,5 кА | - |
| iа,τ = 0,05 кА | iа,ном = 1,76 кА | - |
| Iп,0 = 0,72 кА | Iпр.с = 12,5 кА | - |
 |  | |
 |  |  |
Как видно из таблицы 3. все каталожные данные больше или равны расчетным параметрам. Следовательно, выключатель ВМ-35-12,5/630 в цепи силового трансформатора выбран правильно.
6.2. Выбор разъединителя
Выбор разъединителя QS4 в цепи трансформатора собственных нужд мощностью Sн = 25 кВА.
Разъединитель выбирается:
- по номинальному напряжению – Uуст ≤ Uном ;
- по номинальному длительному току – Iраб.утяж ≤ Iном
;
- по конструкции. Разъединитель QS4 должен быть наружной установки.
Предварительно выбираем РЛНД-1-10/200. Это разъединитель линейный, наружной установки, двухколонковый, с одним заземляющим ножом, на Uн = 10 кВ, Iном = 200 А (с медными ножами).
Проверяем по электродинамической стойкости или по предельному сквозному току:
2,5 кА < 20 кА
= 2,5 кА 
= 20 кАТаким образом, выбранный разъединитель РЛНД-1-10/200 удовлетворяет расчётным и каталожным данным и принимается к установке.
6.3. Выбор трансформатора тока
Выбор трансформатора тока ТА1, он устанавливается в ОРУ-35 кВ в цепи силового трансформатора и предназначен для устройств релейной защиты, измерений электрических величин (тока, активной и реактивной мощности, для измерения активной и реактивной энергии).
Поэтому предусматривается трансформатор тока на номинальное напряжение 35 кВ в открытых распределительных устройствах (наружной установки) типа ТФМ- 35-II-У1 (трансформатор тока, с фарфоровой покрышкой, для защит).
Сравнение расчётных и каталожных данных заносим в таблицу 4.
Таблица 4.
| Условия выбора и проверки трансформатора тока | Расчётные величины | Каталожные данные |
| Uуст ≤ Uном | 35 кВ | 35 кВ |
| ; 1,2*85 = 102 А | 102 А | 150 А |
| 1.83 кА | 63 кА | |
 tотк = tр.з + tс.в = 0.1 + 0,08 = 0,18 с ; Tа = 0,02 |  |  |
Таким образом выбираем трансформатор тока в цепи силового трансформатора с высокой стороны ТФМ-35-II-У1 (однофазный масляный трансформатор тока серии ТФМ наружной установки предназначен для питания электрических измерительных приборов и защитных устройств в электросетях переменного тока 35 и 110 кВ, для использования в системах защиты электрооборудования классов напряжения до 500 кВ и выше)
Проверка трансформатора тока на вторичную нагрузку S2≤ Sном в курсовой работе не производится.6.4. Выбор трансформатора напряжения TV1
Трансформатор напряжения TV1 устанавливается в открытом распределительном устройстве ОРУ-35 кВ, следовательно, TV1 должен быть для наружной установки. Выбираем TV1:
- по номинальному напряжению – Uуст ≤ Uном принимаем Uном = 35 кВ;
- по конструкции (наружной установки) и схеме соединения обмоток. Принимаем три однофазных трансформатора напряжения типа ЗНОМ-35-65У1, соединённых с первичной стороны в звезду с заземлённой нейтралью;