 |
Расчётные условия для выбора аппаратов и проводников по рабочему режиму
|
|
|
|
Рабочий режим делится на нормальный и утяжелённый. Под нормальным режимом установки понимают режим, предусмотренный планом эксплуатации. В нормальном режиме функционируют все элементы данной электроустановки, без вынужденных отключений и без перегрузок.
Утяжелённым режимом называется режим при вынужденном отключении части присоединений вследствие их повреждений или в связи с профилактическим ремонтом. При этом рабочие токи других присоединений могут заметно увеличиться. Таким образом, для выбора аппаратов и проводников в нормальных режимах нужно знать значения рабочих токов присоединений нормального I раб.норми утяжелённого I раб.утяжрежимов.
При выборе сечения шин и кабелей по экономической плотности тока исходят из рабочего нормального режима без учёта непродолжительных перегрузок. По условию длительного нагрева аппараты и проводники должны удовлетворять утяжелённому режиму.
Рассмотрим некоторые конкретные случаи определения расчётных токов.
Для присоединений генераторов, синхронных компенсаторов, электродвигателей расчётный рабочий ток нормального режима принимают равным соответствующему номинальному току:
,
где 
– номинальная мощность генератора.
Утяжелённый режим у генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей практически отсутствует, так как допустимая продолжительная перегрузка по току не превышает 5%:
I раб.утяж= 1,05 ∙ I ном.
Для присоединений силовых трансформаторов расчётный рабочий ток нормального режима может быть равен номинальному току трансформатора, меньше или больше его в зависимости от назначения и методов резервирования трансформатора. Так для присоединений повышающих трансформаторов, включённых в блоки с генераторами
|
|
|
,
где 
– номинальная мощность трансформатора.
Утяжелённый режим здесь исключён.
На подстанциях с двумя трансформаторами номинальную мощность каждого трансформатора выбирают из условия:
,
где 
– суммарная полная мощность всех присоединений по низкой стороне на расчётный уровень пять лет.
При нормальной работе нагрузка каждого трансформатора составляет приблизительно 2/3 его номинальной мощности. Поэтому расчётный рабочий ток нормального режима присоединений трансформатора I раб.нормсо стороны высшего и низшего напряжений должен быть равным
I раб.норм= 2/3 ∙ I ном.т.
В случае вынужденного отключения одного трансформатора второй принимает на себя всю нагрузку подстанции и в течение 5 суток по 6 часов в сутки до 1,4 номинальной мощности.
Расчётный ток утяжелённого режима:
I раб.утяж= 1,4 ∙ I ном.т.
При определении расчётных рабочих токов присоединений трёхобмоточных трансформаторов и автотрансформаторов нужно учитывать распределение мощности между обмотками в нормальном и утяжелённом режимах.
Цепь линии.
Для одиночной, радиальной линии:
I раб.норм= I раб.утяж
и определяется по наибольшей нагрузке линии.
Для двух параллельно работающих линий:
,
I раб.утяж= 2 ∙ I раб.норм,
где S нагр– наибольшая мощность, предаваемая по линиям.
Таким образом, при выборе аппаратов необходимо учесть:
– по длительному нагреву для аппаратов:
I раб.утяж≤ I ном;
– для шин и кабелей:
I раб.утяж≤ I доп,
где I раб.утяж– ток в цепи в рабочем утяжелённом режиме;
I ном – номинальный ток аппарата;
I доп – длительно допустимый ток проводника.
5.2. Расчётные условия для проверки высоковольтных
аппаратов и токоведущих частей по режиму короткого
замыкания
Электрические аппараты и шинные конструкции распределительных устройств должны быть проверены на электрическую и термическую устойчивость. Отключающие аппараты (выключатели, предохранители) проверяются, кроме того, по отключающей способности. Для этого необходимо определить расчётные токи короткого замыкания, предварительно составив расчётную схему и наметив расчётные точки короткого замыкания.
|
|
|
При составлении расчётной схемы для выбора аппаратов и проводников одной цепи выбирают режим установки, при котором в этой цепи будет наибольший ток короткого замыкания. При этом не учитываются режимы, не предусмотренные для длительной эксплуатации (например, параллельная работа резервного и рабочего трансформатора собственных нужд и др.).
В качестве расчётной точки КЗ следует принимать точку, при повреждении в которой через выбранный аппарат или проводник будет протекать наибольший ток.
При выборе аппаратов и проводников в цепи реактированных линий необходимо учесть, что:
а) ошиновка ответвлений от шин и проходные изоляторы между сборными шинами-разъединителями (при наличии разделяющих полок) должны быть выбраны исходя из короткого замыкания до реактора;
б) выбор шинных разъединителей, выключателей, трансформаторов тока, проходных изоляторов и ошиновки, устанавливаемых до реактора, следует выполнять по значениям токов короткого замыкания за реактором.
Расчётным видом короткого замыкания при проверке электродинамической стойкости аппаратов и жёстких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями является трёхфазное короткое замыкание.
Термическую стойкость следует проверять также по трёхфазному короткому замыканию. Исключение представляют аппараты и проводники в цепи генераторов, для которых необходимо проверять их термическую стойкость при времени действия резервной защиты генератора.
Аппаратуры и токопроводы, применяемые в цепях генераторов мощностью 60 МВт и более, а также в цепях блоков генератор-трансформатор такой же мощности, должны проверяться по термической стойкости исходя из расчётного времени КЗ 4 с [1]. Поэтому для цепи генератора следует рассмотреть трёхфазное и двухфазное КЗ.
Отключающую способность аппаратов в незаземлённых или резонансно-заземлённых сетях (сети напряжением до 35 кВ включительно) следует проверять по току трёхфазного КЗ.
|
|
|
В эффективно заземлённых сетях (сети напряжением 110 кВ и выше) определяют ток при трёхфазном и однофазном КЗ, проверку отключающей способности делают по более тяжёлому режиму с учётом восстановления напряжения.
Условие проверки на электродинамическую стойкость имеет вид
i уд ≤ i дин,
где i дин – паспортные данные аппарата;
i уд – расчётный ударный ток в цепи.
,
где 
= 1,8[7].
Шины и шинные конструкции проверяют на механическую прочность при действии электродинамических сил, возникающих при КЗ.
Ударный коэффициент зависит от места КЗ (рис. 1).
Рис. 1. Зависимость ударного коэффициента от постоянной времени Т а = х / r
|
|
|
