Тупиковая подстанция 110/35/10 кВ

 

   8. Выбор выключателей и разъединителей 

      8.1 Выбор выключателей и разъединителей 110кВ

Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения  в цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжелой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания и включение на существующее короткое замыкание.

 К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

- надежное отключение  любых токов (от десятков ампер  до номинального тока отключения);

- быстрота действия, т.  е. наименьшее время отключения;

- пригодность для быстродействующего  автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

- возможность пофазного  (пополюсного) управления для  выключателей 110 кВ и выше;

- легкость ревизии  и осмотра контактов;

- взрыво- и пожаробезопасность;

- удобство транспортировки и эксплуатации.

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток I_ном и номинальное напряжение U_ном.

В пределах одного распределительного устройства выключатели и разъединители  выбираются однотипными по цепи самого мощного присоединения, в данном случае по цепи трансформатора связи.

 

Выбираем на ЗРУ 110 кВ вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВБЭ-110-31,5/1250.

 

 

ВБЭ-110-31,5/1250 вакуумный  выключатель внутренней установки  имеет электромагнитный привод и  предназначен для работы на присоединениях частыми коммутациями (например, дуговые сталеплавильные печи). Выключатель ВБЭ-110 обладает повышенной взрыво- и пожаробезопасностью, удобством и простотой в эксплуатации.

Условия выбора :   

                                                    

                                                     

                                                             

     где - номинальное напряжение выключателя;

           - номинальный ток выключателя;

     - номинальный и максимальный токи цепи.

         

         

1. 110кВ≥110кВ
2. 1250А≥230А
3. 1250А≥460А

Выбранный выключатель  проверяем по следующим условиям:

    - на номинальный ток отключения:

          I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=5,15кА

    - на возможность отключения апериодической составляющей :

                

               где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

      - на динамическую устойчивость:    

      i_дин =80кА≥ i_уд=12,51кА

 - на термическую устойчивость:

        

 

 где    I_t – ток термической стойкости, кА;

          t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

 

Выбранный выключатель  ВБЭ – 110-31,5/1250 удовлетворяет всем требованиям.

 

       Разъединители выбираются в тех же цепях, что и выключатели и по тем же условиям, а проверяются на термическую и динамическую устойчивость.

        Выбираем на ЗРУ 110 кВ разъединители РГД-110-II/1000УХЛ1 (горизонтально-поворотного типа, с исполнением изоляции II по ГОСТ 9920).

РГД-110-II/1000УХЛ1 – горизонтальный двухконтактный разъединитель производства Уфимского завода “Электроаппарат” с номинальным 110 кВ и номинальным током 1000 А. Разъединитель предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц и 60 Гц с номинальным напряжением 110 кВ, с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включения и отключения токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий.

  Достоинства:

  - При расстоянии между полюсами  2000 мм разъединитель способен включать

и отключать ток холостого  хода  трансформаторов до 4,0  А и зарядные токи    до 1,5  А. 

  - Управление главными ножами и заземлителями разъединителя осуществляется приводом.

   - Ресурс по механической износостойкости не менее 10000 циклов "В-tП-О".

 

 

- Срок службы РГД до первого среднего ремонта, при условии не выработки механического ресурса, не менее, 15 лет.

Условия выбора :   

                                                    

                                                                                           

1) 110кВ≥110кВ

2)1000А≥230А

3)1000А≥460А

Выбранный разъединитель  проверяем по следующим условиям:

 

   - на динамическую устойчивость:

   - на термическую устойчивость:

Выбранный разъединитель  типа РГД –110-II/1000 УХЛ 1 удовлетворяет всем требованиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    8.2 Выбор выключателей и разъединителей 35кВ

 

Выбираем на ЗРУ 35 кВ вакуумные выключатели с электромагнитным приводом ВВЭЛ-35-25/1000.

ВВЭЛ-35-25/1000 - вакуумный  выключатель предназначенный для  работы в электроустановках с  частыми коммутациями.

Возможна выкатная установка  этого высоковольтного выключателя  на определенные типы ячеек зарубежного  производства. Выкатное исполнение выключателей ВВЭЛ-35 может быть установлено в некоторых типах ячеек зарубежных изготовителей. При этом блок цепей сигнализации и управления выносится за пределы ячейки.

Новые выключатели ВВЭЛ-35 имеют меньшие массу и габариты за счет применения импортных эпоксидных изоляторов, вакуумной камеры и нового электромагнитного привода.

Условия выбора :   

                                                    

                                                     

                                                             

     где - номинальное напряжение выключателя;

           - номинальный ток выключателя;

     - номинальный и максимальный токи цепи.

         

         

1)35кВ≥35кВ

2)1000А≥206А

3)1000А≥412А

Выбранный выключатель  проверяем по следующим условиям:

    - на номинальный ток отключения:

          I_н,откл =25кА≥I_п,τ=8,62кА

    - на возможность отключения апериодической составляющей :

                

               где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

      - на динамическую устойчивость:    

      i_дин =52кА≥ i_уд=19,6кА

 - на термическую устойчивость:

     

 

 где    I_t – ток термической стойкости, кА;

          t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

 

Выбранный выключатель ВВЭЛ-35-25/1000 удовлетворяет всем требованиям.

 

       Разъединители выбираются в тех же цепях, что и выключатели и по тем же условиям, а проверяются на термическую и динамическую устойчивость.

        Выбираем на ЗРУ 35 кВ разъединители РГТ-35-I/630 УХЛ1.

РГТ-35-I/630УХЛ1 – горизонтальный трехконтактный разъединитель производства Уфимского завода “Электроаппарат” с номинальным 35 кВ и номинальным током 630 А. Разъединитель предназначен для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц и 60 Гц с номинальным напряжением 35 кВ, с созданием видимого разрыва, а также заземления отключенных участков при помощи стационарных заземлителей. Разъединитель допускает включения и отключения токов холостого хода трансформаторов, зарядных токов воздушных линий.

 

 

 

  Достоинства:

- Разъединитель способен включать и отключать ток холостого хода трансфор-

маторов до 4,0  А и зарядные токи до 1,5 А. 

- Управление главными ножами и заземлителями разъединителя осуществляется приводом. 

- Ресурс по механической износостойкости не менее 5000  циклов  "В-tП-О".

- Срок службы РГТ до первого среднего ремонта,  при условии не выработки

механического ресурса, не менее, 15 лет

 

Условия выбора :   

                                                    

                                                                                           

1) 110кВ≥110кВ

2)1000А≥230А

3)1000А≥460А

Выбранный разъединитель  проверяем по следующим условиям:

 

   - на динамическую устойчивость:

   - на термическую устойчивость:

Выбранный разъединитель  типа РГТ-35-I/630 УХЛ1 удовлетворяет всем требованиям.

 

 

 

 

 

 

8.3 Выбор выключателей  на 10 кВ

   В цепи ЛЭП  выберем  ВБЭ-10-31,5/630 вакуумный выключатель с электромагнитным приводом и предназначенный для работы на присоединениях

с частыми коммутациями (например, дуговые сталеплавильные печи)  и встроенный в КРУ типа К-63. Выключатель ВБЭ-10 обладает повышенной взрыво- и пожаробезопасностью, удобством и простотой в эксплуатации.

 

Условия выбора :   

                                                    

                                                     

                                                             

     где - номинальное напряжение выключателя;

           - номинальный ток выключателя;

     - номинальный и максимальный токи цепи.

 

         

        

1)10кВ≥10кВ

2)630А≥130А

3)630А≥260А

Выбранный выключатель  проверяем по следующим условиям:

    - на номинальный ток отключения:

          I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=23,7кА

    - на возможность отключения апериодической составляющей :

                

               где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

 

      - на динамическую устойчивость:    

      i_дин =80кА≥ i_уд=45,89кА

 - на термическую устойчивость:

        

 

 где    I_t – ток термической стойкости, кА;

          t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

 

Выбранный выключатель  ВБЭ – 10-31,5/630 удовлетворяет всем требованиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве вводных и  секционных выключателей выберем ВБЭ – 10-31,5/2500

встроенный в КРУ типа К-61М.

 

Условия выбора :   

                                                    

                                                     

                                                             

     где - номинальное напряжение выключателя;

           - номинальный ток выключателя;

     - номинальный и максимальный токи цепи.

 

         

         

 

 

1)10кВ≥10кВ

2)2500А≥1050А

3)2500А≥2100А

Выбранный выключатель  проверяем по следующим условиям:

    - на номинальный ток отключения:

          I_н,откл =31,5кА≥I_п,τ=23,7кА

    - на возможность отключения апериодической составляющей :

                

               где β_н- нормативное содержание апериодической составляющей в полном токе короткого замыкания.

      - на динамическую устойчивость:    

      i_дин =80кА≥ i_уд=45,89кА

 - на термическую устойчивость:

        

 

 где    I_t – ток термической стойкости, кА;

          t_t– время протекания тока термической стойкости, определяем

из паспортных данных, с.

 

Выбранный выключатель ВБЭ –10-31,5/2500 удовлетворяет всем требованиям.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  9. Выбор измерительных трансформаторов тока и напряжения

    9.1 Выбор измерительных трансформаторов на стороне 110 кВ

При установке выключателей и остального оборудования в ЗРУ, трансформаторы тока во всех присоединениях, кроме секционного выключателя, выносятся в стену здания и выбираются такими же, как встроенные во ввод силового трансформатора (типа ТВТ).

Исходя из вышеизложенного, выбираем трансформаторы тока типа ТВТ – 110-I I I- 600/5,  встроенные во ввод силового трансформатора и имеющие номинальную предельную кратность вторичной обмотки, равную 20.

Для уменьшения погрешностей первичный ток трансформатора должен быть как можно ближе к действительному  току цепи.

Условия выбора:

1)U_н,ТА=110кВ≥U_уст=110кВ

2) I_н,1ТА =600А≥I_н,цепи=230А

3) I_н,1ТА =600А≥I_max,цепи=460А

Выбранные трансформаторы тока проверяются по условиям:

   - на электродинамическую устойчивость:

   - на термическую устойчивость: