Проектирование электрических сетей (стр. 9 из 19)
2.4.1 Выбор выключателей
Выбор выключателя производим по (2.10) и (2.11):
- по номинальному напряжению:
UномQ≥ UhРУ= 10 кВ;
- по номинальному току:
Iр.ф. ≤ Iном , где Iр.ф. = 1,4·Sнт / ( 3·UнРУ ) = 1,4·10 / ( 3·10 ) = 0,808 кА. (2.26)здесь Sнт - номинальная мощность трансформатора.
1,4 - коэффициент запаса [4].
Примем к установке маломасляный выключатель типа ВПМ-10-20/1000УЗ со следующими параметрами:
Номинальное напряжение UнQ 10 кВ
Наибольшее рабочее напряжение Uмах 12 кВ
Номинальный ток IнQ 1000 А
Номинальный ток отключения Iно 20 кА
Наибольший пик предельного сквозного тока inc 52 кА
Действующее значение сквозного тока Inc 20 кА
Наибольший пик номинального тока включения iнв 52 кА
Действующее значение номинального тока включения Iнв20 кА
Ток термической стойкости Imc 20 кА
Время термической стойкости tmc 4 с
Время отключения tвo 0,11 с
Собственное время отключения tсв 0,09 с
Проверка выключателя на отключающую способность. В качестве расчётного для этой проверки примем ток трехфазного КЗ, т.к. он самый большой. Для этого вида КЗ необходимо знать периодическую Inτи апериодическую iaτсоставляющие тока КЗ в момент τрасхождения контактов выключателя:
τ = tрз min + tсв 0,01 + 0,09 = 0,1 c,
Inτ = 8,162 , iaτ = 0,449.
Сравним эти токи с соответствующими параметрами выключателя по (2.12):
2 · 20 · (1 + 20 /100) ≥ 2 · 8,162 + 0,449;34кА>11,99,
т.е. выполняется условие проверки по полному току КЗ.
Проверка выключателя на термическую стойкость. В качестве расчетного для этой проверки принимают трехфазное КЗ. Необходимо проверить выполнение условия:
Вк доп ≥ Вкрасч.
Допустимый тепловой импульс, определяемый по параметрам выключателя Вк доп = 202 · 4 = 1600 кА2 · с.
Тепловой импульс периодической составляющей тока КЗ по (2.14)
Вкп= [(8,162+8,162)]2·0,06+[(8,162+8,162)]=3,858 кА2·с.
tотк =tРЗ тах + teo = 0,1 + 0,07 = 0,17 с,
Тепловой импульс апериодической составляющей тока КЗ по (2.15)
Вка = 8,1622 · 0,0308 = 2,052 кА2·с
Учитывая, что Вкрасч = Вкп + Вка. выполним проверку на термическую стойкость:
Вк доп = 1600 > Вкрасч= 13,33 + 2,052 = 15,382 кА2·с,
т.е. условие проверки на термическую стойкость выполнено.
Проверка выключателя на динамическую стойкость. Расчёт производится при трехфазном КЗ:
inc = 52кА > iy = 19,8855 кА;
Iпс = 20 кА > I'' = 8,162 кА,
т.е. условия проверки выполнены.
Проверка на включающую способность. Расчёт производится по трехфазному КЗ, т.к. ток при нем больше:
iнв = 52 кА > iy = 19,886 кА.
Iнв = 20 кА > I'' = 8,162 кА;
т.е. условия проверки выполнены.
Условие проверки на включающую способность выключателя выполняется.
Параметры выключателя и соответствующие расчетные величины сведем в табл.2.6.
Таблица 2.6 - Параметры и расчетные величины выключателя.
| Параметры выключател | Соотношение | Расчетные величины для выбора выключателя |
| Uн = 10 кВ | = | UнРУ = 10 кВ |
| Iн = 1000 А | > | Iраб. форс = 808 А |
| Iно = 20 кА | > | Inτ = 8,162 кА |
| 2 Iно (1 + βн) = 34 кА | > | 2 Inτ + iaτ = 11,99 кА |
| Imc2 · tmc = 1600 кА2·с | > | Bк расч = 15,382 кА2·с |
| Inc = 20 кА | > | I'' = 8,162 кА |
| inc = 52 кА | > | iу = 19,886 кА |
| Iнв = 20 кА | > | I'' = 8,162 кА |
| iнв = 52 кА | > | iу = 19,886 кА |
| СВНдоп = 1,2 кВ/мкс | > | СВНрасч = 0,144 кВ/мкс |
2.4.2 Выбор разъединителей
Разъединитель выбирают по номинальному току, номинальному напряжению, конструкции, по роду установки, а проверяют на термическую и динамическую стойкость в режиме КЗ. Так как разъединитель в цепи генератора стоит в одной цепи с выключателем, то расчетные величины для него такие же, как и для выключателя.
Выбираем разъединитель наружной установки типа РВ-10/1000УЗ. Его номинальные параметры, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 - Параметры и расчетные величины разъединителя
| Параметры разъединителя | Соотношение | Расчетные величины для выбора разъединителя |
| Uhom=10 kB | ≥ | UнРУ = 10 кВ |
| Iном = 1000 А | > | Iраб.форс=808 А |
| Imc2 · tmc= 402 · 4 = 6400кА2·с | > | Вкрасч= 5,382 кА2 с |
| inc= 100 кА | > | iy= 19,886 кА |
Соотношения табличных и расчетных параметров показывают, что выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям выбора и проверки в данной цепи.
2.4.3 Выбор трансформаторов тока
Трансформаторы тока выбирают по номинальному напряжению, току и классу точности. В режиме КЗ они проверяются на электродинамическую и термическую стойкость. Так как трансформатор устанавливается в одной цепи с Q, то соответствующие расчетные величины для него такие же, как и для Q. Примем к установке трансформатор тока (ТТ) типа ТШЛП-10-УЗ с первичным номинальным током I1н= 1000 А, вторичным номинальным током I2н = 5 А, с классом точности вторичных обмоток 05/10Р, с номинальной вторичной нагрузкой в классе 0,5 z2n = 1,2 Ом.
Номинальные параметры трансформатора, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними сведем в табл.2.8.
Таблица 2.8 - Параметры и расчетные величины трансформатора тока
| Параметры ТТ | Соотношение | Расчетные величины для выбора ТТ |
| Uh=10 kB | = | UнРУ = 10 кВ |
| Iн = 1000 А | > | Iраб.форс=808 А |
| z2н=1,2 Ом | > | Z2расч= 1,121 Ом |
| Iдин = 100 кА | > | iy = 19,886 кА. |
| Вк доп = 352·3 = 3675 кА2·с | > | Вкрасч = 15,382 кА2·с |
Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет условиям выбора и проверки в данной цепи.
Рассмотрим подробнее выбор трансформатора по классу точности: z2н ≥z2pacч .Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.
Допустимое сечение кабеля определим по (2.18):
rnp = 15 / 52 = 0,6Ом,
qк доп =0,0283 50 / ( 1,2 + 0,6 – 0,1 ) = 1,3 мм2 .
Таблица 2.9 - Вторичная нагрузка трансформатора тока
| № | Прибор | Тип прибора | Нагрузка фазы, В·А | ||
| А | В | С | |||
| 1 | Амперметр | Э-335 | 0,5 | – | – |
| 2 | Ваттметр | Д-335 | 0,5 | – | 0,5 |
| 3 | Варметр | Д-335 | 0,5 | – | 0,5 |
| 4 | Счетчик активной энергии | САЗ-И681 | 2,5 | 2,5 | – |
| 5 | Счетчик реактивной энергии | СР4-И676 | – | 2,5 | 2,5 |
| 6 | Регистрирующий ваттметр | Н-395 | 10 | – | 10 |
| 7 | Регистрирующий амперметр | Н-395 | – | 10 | – |
| 8 | Snp ,В·А | 14 | 15 | 13,5 | |
Примем к установке кабель КВВГ с алюминиевыми жилами сечением 4 мм2 . Определим сопротивление выбранного кабеля по (2.19):
rкаб = 0283·50 / 2,5 = 0,421 Oм,
Определим вторичное расчетное сопротивление:
z2pacч = 0,421 + 0,6 + 0,1 =1,121 Ом.
Из сравнения видно, что условие проверки по классу точности выполняется.
2.4.4 Выбор трансформаторов напряжения
Трансформатор напряжения выбирают:
- по напряжению Uн≥ Uн уст
- по конструкции и схеме соединения обмоток.
Проверку работы ТН в классе точности производят по его суммарной нагрузке, которая определяется подключаемыми приборами. ТН в ЗРУ 10 кВ питает обмотки напряжения приборов, сборных шин, линий, колонок синхронизации, обходного выключателя.