Результирующая сопротивления каждой схемы определяется по формулам:

·     для схемы а)

·     для схемы

б)

·     для схемы

в)

При разнотипных источниках можно вычислить результирующую ЭДС:

·                    для схемы а,б)

·                    для схемы в)

На схемах (б,в) приведены простейшие случаи питания точки КЗ от источников разнотипных или разноудаленных. Здесь источники непосредственно связаны с местом повреждения, поэтому ток КЗ можно определить отдельно от каждого источника! Ток в точке КЗ равен сумме токов от источников.

Для схемы (а) уже нельзя рассчитывать тока КЗ от каждого источника в отдельности, так как токи протекают в место повреждения через общее сопротивление Х*3. Необходимо эту схему преобразовать в n-лучевую так, чтобы результирующее сопротивление и токи распределения в лучах остались неизменными.

Для схемы (а) находим коэффициент распределения по лучам:

 или  

При этом должно выполняться равенство  Затем находят результирующее сопротивление лучей:

и таким образом приводят схему (а) к виду схемы (б).

Выбор конструкции РУ на подстанциях ВН, СН, НН

РУ называется электроустановка, предназначенная для приема и распределения электрической энергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства защиты, автоматики и измерений. На станциях и подстанциях обычно имеется РУ нескольких ступеней напряжения, связанные через трансформатор или АТ.

Существует два основных вида РУ – открытые и закрытые.

Закрытыми РУ называются РУ, оборудование которого расположено в здании. ЗРУ в основном применяются на напряжение 3…20 кВ. В электроустановках больших напряжений (35…220 кВ) применяются только при ограниченности площадей для РУ, при повышенной загрязненности атмосферы, вблизи морского побережья и в условиях Крайнего Севера.

Открытыми РУ (ОРУ) называется РУ, все или основное оборудование расположено на открытом воздухе. ОРУ применяется на напряжение 35…750 кВ, так как при этих напряжениях ОРУ обладает существенным преимуществом по сравнению с ЗРУ:

·                    меньше объем строительных работ, существенная экономия строительных материалов (сталь, бетон);

·                    меньшие капитальные затраты, сроки сооружения, опасность распространения повреждений (вследствие больших расстояний между аппаратами смежных частей);

·                    хорошая обозреваемость;

·                    удобство расширения и простота замены оборудования другим, даже с большими габаритами, а также возможность быстрого демонтажа и монтажа оборудования.

При напряжении выше 1000 В РУ должны быть оборудованы стационарными заземленными ножами (ЗН), которые обеспечивают заземление аппарата и остановки без использования переносных заземлений.

Ножи окрашиваются в черный цвет, а рукоятки их проводов – в красный цвет.

Разъединители 3 кВ и выше устанавливаются с одним или двумя стационарными заземляющими ножами (ЗН) сблокированными с основными ножами.

Электрические соединения в ОРУ должны выполняться, как правило, из алюминиевых или сталеалюминиевых проводов, полос, труб и шин продольного сечения из А и АС сплавов электротехнического назначения.

Сетчатые ограждения токоведущих частей и электрооборудования должны иметь высоту для ОРУ и открыто установленных трансформаторов 2 или 1,6 метра, а для ЗРУ и трансформаторо установленных внутри здания - 1,9 м; размер ячеек сетки не более 25х25 мм. Должно быть предусмотрено устройство запирания ОРУ на замок.

В РУ содержится большое число электрических аппаратов и проводников. Выбор и расчет токоведущих частей аппаратов и проводников любой электроустановки, от которой в значительной степени зависит надежность ее работы.

При выборе токоведущих частей необходимо выполнить ряд требований, вытекающих из условия работы.

Аппараты и проводники должны:

1.                 Длительно проводить рабочие токи без чрезмерного повышения t0C;

2.                 Противостоять кратковременному электродинамическому и термическому действию тока КЗ;

3.                 Выдерживать механические нагрузки, создаваемые собственной массой связанных с ним аппаратов, а также усилий возникающих в результате атмосферных воздействий (ветра, гололеда).

4.                 Удовлетворять требованиям экономичности электроустановки.

При работе электроустановки происходит нагрев электрических проводников, аппаратов, что является следствием потерь мощности в них. Составляющими этих потерь являются:

1.                  Потери в токоведущих частях, обмотках, контактах;

2.                 Потери от вихревых токов в металлических частях особенно ферромагнитных;

3.                 Потери в магнитопроводах трансформаторов и электромагнитах;

4.                  Потери в диэлектриках.

Рассматривая вопрос о допустимых температурах аппаратов и проводников, необходимо определить понятие о наблюдаемых температурах о температурах в наиболее нагретых точках аппаратов (машин).

Под наблюдаемыми температурами понимают температуры, найденные простым измерением. Они на 5…150С отличаются от температур в наиболее нагретых точках. Принято нормировать наблюдаемые температуры поскольку это удобно для практического использования (табл.5.)

Таблица 5. «Допустимые (наблюдаемые) температуры для аппаратов и проводников при длительной работе» (ГОСТ 7024-69)

В основу нормирования положены максимальные допустимые температуры в наиболее нагретых точках.

Уо = 0,6 руб/кВт×час –среднее значение удельного ущерба от недоотпуска эл. энергии.

Выбор и проверка электрических аппаратов подстанций

А) Выбор выключателей.

Выключатель является основным коммутационным аппаратом и служит для отключения и включения цепей в различных режимах работы.

Наиболее ответственной операцией является отключение токов КЗ и включения на существующие КЗ.

Выключатели должны надежно отключать любые токи:

·                    нормального режима и КЗ, а также малые индуктированные токи и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных предохранителей.

Для сохранения устойчивой работы системы отключения КЗ должно производится как можно быстрее;

·                    выключатель должен быть приспособлен для быстродействующей АПВ.

·                    Конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, он должен обладать высокой работоспособностью, взрыво и пожаробезопасностью.

ГОСТ 687-78 дает основные параметры выключателя:

1.  Номинальное напряжение,UНОМ.

2.  Номинальный ток, IНОМ.

3.  Номинальный ток отключения IОТКЛ. – наибольший ток КЗ (действующее значение периодической составляющей), который выключатель способен отключить при напряжении, равном наибольшему рабочему, при заданных условиях восстановленное напряжение и заданном цикле операций. Цикл операций зависит от того, предназначены ли выключателя для АПВ. Выключатели без АПВ должны выдерживать цикл О-180с-ВО-180с-ВО.

Выключатель предназначенный для однократного или 2-х кратного АПВ имеет циклы О-tб-ВО-15 мин-0- tб-ВО; О-tб-ВО-180с –ВО.

Здесь О- операция отключения;

ВО – операция включения и немедленного отключения;

tб – время бестоковой паузы при АПВ, с.

4.                 Номинальное процентное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения в соответствии с ГОСТ 687-78

Время t от начала КЗ до расхождения контактов выключателя определяется из выражения:

t=tЗMIN + tС.В.

где tЗMIN – минимальное время действия релейной защиты, принимается равным 0,001 с;

tС.В – собственное время отключения выключателя по каталогу.

5.  Действующее значение периодической составляющей IДИН и амплитудные значения полного тока IMДИН, которые характеризуют электродинамическую стойкость выключателя. Эти токи выключатель выдерживает во включенном положении без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

6.  Ток термической стойкости IТ – и время действия тока термической стойкости tТ.

7.  Номинальный ток включателя IВКЛ – наибольший ток КЗ, который выключатель способен включить без сваривания контактов и других повреждений. В каталоге задают действующее значение периодической составляющей IВКЛ и амплитудное значение полного тока IMВКЛ. Выключатели конструируют так, что IВКЛ³ IОТК.

8.  Время действия выключателя:

Собственное время отключения tС.В – промежуток времени от подачи команды на отключение до расхождения контактов выключателя;

·     Время отключения tО.В – промежуток времени от подачи команды на отключение до погасания дуги во всех фазах;

·     Время включения выключатели tВ.В – промежуток времени от подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

9.   Параметры восстанавливающего напряжения.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей:

·     масляные объемные;

·     масляные малообъемные;

·          воздушные;

·          электромагнитные;

·          элегазовые;

·          автогазовые;

·          вакуумные.

К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

Выбор выключателей производят по следующим параметрам:

·     по напряжению электроустановки - UУСТ£UНОМ;

·     по длительному току IРАБ.Н£IНОМ; IРАБ.Н£IНОМ;

Проверка на электродинамическую стойкость выполняется по условиям IП0£IДИН; IУ£IМ.ДИН, где IП0 и IУ – расчетные значения периодической составляющей тока КЗ и ударного тока в цепи, для которой выбирается выключатель.

Выбрав выключатель по рассматриваемым параметрам, а следовательно, зная tС.В. находим t и для этого момента времени определяют периодическую (IПt) и апериодическую (IАt) составляющие тока КЗ.

Далее проверяют выключатель на ток отключения (IПt )£ (IОТК) и на возможность отключения апериодической составляющей (iАt). Определяют процентное содержание (iАt) в токе :

и проверяют выполнение условия b£bНОМ

Если условие (IПt )£ (IОТК) выполняется, а b>bНОМ (велика доля апериодического тока), то в соответствии с ГОСТ 687-78 допускается выбирать выключатель по полному току:

При выборе выключателей по включающей способности достаточно, чтобы были выполнены условия

IП0£IВКЛ; iУ£IМ.ВКЛ.

На термическую стойкость выключатель проверяют по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ и найденным в каталоге значениям It и tt:

Расчетным видом КЗ для проверки на электродинамическую и термическую стойкость является 3х фазное КЗ.

В РУ генераторного напряжения электростанций находят применение масляные малообъемные выключатели при токах отключения до 100 кА.

В цепях мощных блоков устанавливают воздушные выключатели воздушные выключатели.В РУСН станций, подстанций 6…10 кВ находят применение малогабаритные масляные малообъемные выключатели. В сетях напряжение 110 кВ могут быть установлены масляные малообъемные, воздушные выключатели. Чем выше напряжение, тем больше оказывается преимуществ у воздушных выключателей, а в электроустановках напряжением 330 кВ и выше применяются только воздушные выключатели. Перспективным является применение элегазовых выключателей в элегазовых РУ на все напряжения.

Выбор выключателей рекомендуется производить в табличной форме.

Номинальный ток отключения выключателя IОТКЛ дан в (ГОСТ687-78) для допустимого значения восстанавливающегося напряжения.

Переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) – это напряжение появляющееся на контактах полюса выключателя после погасания в нем электрической дуги.

Процесс восстановления напряжения может быть апериодическим, одно, двух и многочастотным.

ГОСТ 687-78 нормирует для выключателей характеристики восстанавливающего напряжения. Они заданы в виде граничных линий, определяющих допустимые пределы изменения восстанавливающего напряжения в месте установки выключателя, и линий запаздывания, учитывающих процесс запаздывания процесса восстановления электрической прочности дугового промежутка, свойственное прежде всего воздушным выключателям.

Характеристики ПВН нормированы для токов отключения, составляющих 100, 60 и 30% номинального.

,

где Кпг – коэффициент первого гасящего полюса (нормированное отношение возвращающегося напряжения на первом гасящем полюсе выключателя к наибольшему фазному рабочему напряжению), принимается равным 1,5;

Ка – коэффициент превышения амплитуды, значение Ка нормированы в зависимости от тока отключения: Ка100 = 1,4; Ка60=Ка30=1,5.

Линия запаздывания располагается параллельно линии ПВН в начальном участке и определена параметрами U’=UC/3, ta=0.15t3. Дополнительными параметрами является допустимая скорость восстановления напряжения (СВН), которая определяется как UН=UC/t3. Значения параметров t3 и UН даны в таблице 6.

Таблица 6.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6