3.4 Выбор выключателей высокого напряжения

Выключатель – это аппарат, предназначенный для отключения и включения цепей высокого напряжения в нормальных и аварийных режимах.

Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов короткого замыкания.

К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования [14]:

• надёжное отключение токов любой величины от десятков ампер до номинального тока отключения;

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

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

• возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 110 кВ;

• удобство ревизии и осмотра контактов и механической части;

• взрыво и пожаробезопасность;

• удобство транспортировки и обслуживания.

Высоковольтные выключатели должны длительно выдерживать номинальный ток и номинальное напряжение.

Выбор выключателей производится[21]:

по напряжению

; (3.13)

по длительному току

; (3.14)

по отключающей способности.

В первую очередь производится проверка на симметричный ток отключения

, (3.15)

где - действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания в моментначала расхождения дугогасительных контактов;

– номинальный ток отключения, кА.

Затем проверяется способность выключателя отключить асимметричный ток короткого замыкания, т. е. полный ток короткого замыкания с учётом апериодической составляющей

, (3.16)

где - апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент расхождения контактов;

– номинальное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе короткого замыкания;- наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения дугогасительных контактов,

,

где = 0.01 с – минимальное время действия релейной защиты;

– собственное время отключения выключателя.

На электродинамическую устойчивость выключатель проверяется по предельному сквозному току короткого замыкания:

; (3.17)

; (3.18)

где - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в цепи выключателя;

– действующее значение предельного сквозного тока короткого замыкания (по справочнику);

- ударный ток короткого замыкания в цепи выключателя;

- амплитудное значение предельного сквозного тока короткого замыкания (по каталогу).

На термическую устойчивость выключатель проверяется по тепловому импульсу

, (3.19)

, (3.20)

где– тепловой импульс по расчёту;

– предельный ток термической устойчивости по каталогу;

– длительность протекания тока термической устойчивости, с.

Проверка выключателей по параметрам восстанавливающегося напряжения обычно не проводится.

Рассмотрим выбор высоковольтного выключателя на ОРУ 110 кВ для присоединения линии Тобольская-Волгинская-1. Максимальный рабочий ток в линии равен:

, (3.21)

А

Намечаем выключатель типа [9]:

ВМТ-110Б/1000/УХЛ1 и производим его проверку:

1. По напряжению:

2. По номинальному току:

3. По току отключения:

4. По величине ударного тока к.з. в сети:

5. На термическую стойкость:

6. На способность выключателя отключить асимметричный ток короткого замыкания:

Таким образом, выключатель удовлетворяет условиям. Результаты выбора выключателей ОРУ 110 и ЗРУ 10 кВ сведены в таблицу 3.5.

Таблица 3.5

Выбор высоковольтных выключателей