Выбор выключателей

ВЫБОР ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключение токов КЗ и включение на существующее КЗ. При выборе выключателей необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к ним. Выключатели должны надежно отключать любые токи: нормального режима и КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений. Для сохранения устойчивой работы системы отключение КЗ должно производиться как можно быстрее; выключатель должен быть приспособлен для быстродействующего АПВ. Конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрыво- и пожаробезопасностью.

В ГОСТ 687-78 приведены следующие параметры выключателей:

1. Номинальное напряжение Uном.

2. Номинальный ток Iном.

3. Номинальный ток отключения Iоткл – наибольший ток КЗ (действующее значение периодической составляющей), который выключатель способен отключать при напряжении, равном наибольшему рабочему, при заданных условиях восстановления напряжения и заданном цикле операций. Цикл операций зависит от того, предназначены ли выключатели для АПВ. Выключатели без АПВ должны выдерживать цикл О – 180 с – ВО – 180 с – ВО. Выключатели, предназначенные для однократного и двукратного АПВ, имеют циклы О – tб – ВО – 15 мин – О – tб – ВО; О – tб – ВО – 180 с – 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

Эту величину определяют по кривой (рис. 3.10) для момента времени t. Время t от начала КЗ до расхождения контактов выключателя определяют по выражению

где – минимальное время действия релейной защиты, принимается равным 0,01 с;

– собственное время отключения выключателя по каталогу.

5. Действующее значение периодической составляющей Iдин и амплитудное значение полного тока Im дин, которые характеризуют электродинамическую стойкость выключателя. Эти токи выключатель выдерживает во включенном состоянии без повреждений, препятствующих его дальнейшей работе.

6. Ток термической стойкости Iт и время действия тока термической стойкости tт.

7. Нормальный ток включения 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 Im вкл. Выключатели конструируют так, что Iвкл ³ Iоткл.

8. Время действия выключателя:

соответственное 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 выключателя tв.в – промежуток времени от подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

9. Параметры восстанавливающего напряжения при номинальном токе отключения – нормированная кривая, скорость восстанавливающего напряжения.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей: масляные многообъемные, масляные малообъемные, воздушные, электромагнитные, элегазовые, автогазовые, вакуумные. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

По способу установки различают выключатели для внутренней и наружной установки, а также для КРУ.

Выбор выключателей производят по следующим параметрам:

По напряжению электроустановки

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8679 — | 7111 — или читать все.

193.151.241.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Выбор выключателей при проектировании. Новые тенденции применения выключателей

Расчетным видом КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов электроустановок напряжением 110 кВ и выше является трех- или однофазное КЗ, в электроустановках свыше 1 кВ вплоть до 35 кВ — трехфазное КЗ, а в электроустановках генераторного напряжения электростанций — трехфазное или двухфазное КЗ, в зависимости от того, какое из них приводит к большему термическому воздействию.

Расчетную продолжительность КЗ при проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует определять сложением времени действия основной релейной защиты, в зону действия которой входят проверяемые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя, а при проверке кабелей на невозгораемость — сложением времени действия резервной релейной защиты и полного времени отключения соответствующего выключателя.

При наличии устройства автоматического повторного включения (АПВ) следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

Решения по выбору типа выключателя при новом строительстве, техническом перевооружении, реконструкции и ремонте ПС:

— элегазовые выключатели 110-750 кВ колонковые и баковые (со
встроенными трансформаторами тока) преимущественно с пружинными приводами, с устройством синхронной коммутации для аппаратов в цепи ШР и конденсаторной батареи;

— вакуумные выключатели (в отдельных случаях — элегазовые) — в
распределительных устройствах 6-35 кВ.

При проведении комплексной реконструкции, расширении и новом строительстве не рекомендуется:

— устанавливать на подстанциях 110-750 кВ воздушные или масляные
выключатели;

— использовать для высоковольтных выключателей пневматические и электромагнитные привода;

Выключатели выбирают по номинальному напряжению Uном., длительному току Iраб.max, отключающей способности, проверяют на термическую стойкость и динамическую устойчивость.

Выбор по условиям длительного режима

По условию длительного нагрева аппараты и проводники должны удовлетворять форсированному режиму, который возникает:

— для параллельных линий при отключений одной из цепей

где – номинальный ток линии при работе обеих цепей;

— для цепей трансформаторов при аварийной перегрузке

,

где – номинальная мощность трансформатора.

Выбор по отключающей способности

Отключающую способность выключателя характеризуют: номинальный симметричный ток отключения Iоткл.н и номинальное содержание апериодической слагающей bн (определяется по кривой bн = f(t) для времени t). Для проверки на отключающую способность используют симметричный ток отключения Iоткл.н , асимметричный и полный ток.

Проверка на электродинамическую устойчивость

Выключатель устойчив к динамическому действию тока к.з., если iпр.ск. – мгновенное значение предельного сквозного тока больше ударного тока к.з.

Проверка на термическую устойчивость

Аппарат будет устойчив тепловому действию тока к.з. если каталожное значение теплового импульса, равное (tT – длительность протекания тока термической устойчивости IТ), больше расчетного теплового импульса Вк.

Для удаленного к.з. значение теплового импульса подсчитывается по формуле

где – длительность к.з., ; tа.в. – время отключения выключателя; tр.з. – время действия основных релейных защит.

Выключатели должны выбираться по условиям:

Проверку выключателей следует производить по условиям:

,

.

Выбор высоковольтных выключателей: по типам, мощности, расчет, формулы, примеры

Все высоковольтные потребители подстанций, питающиеся от подстанций (цеховые трансформаторы, высоковольтные двигатели, батареи конденсаторов), подсоединяют посредством высоковольтных ячеек. Рекомендуется использовать комплектные ячейки КРУ и КСО. Такое решение позволяет существенно повысить производительность монтажных работ, сократить стоимость подстанций, повысить надежность электроснабжения и безопасность обслуживания. Выбор конкретной ячейки комплектного распределительного устройства зависит от токов рабочего режима и короткого замыкания в соответствующем присоединении, предопределяющих выбор выключателя или другого коммутационного аппарата.

В распределительных устройствах 10 (6) кВ применяют маломасляные, элегазовые, вакуумные и другие выключатели. Большой диапазон исполнений дает возможность применять выключатели как для присоединения электроустановок средней мощности, так и на стороне вторичного напряжения крупных трансформаторов.

Количество ячеек, присоединенных к секции шин, должно быть выбрано исходя из следующих потребностей: по одной ячейке на каждое проектируемое присоединение 10(6) кВ; по одной резервной ячейке на каждой секции шин; ячейка с межсекционным выключателем; ячейка с измерительным трансформатором напряжения на каждой секции шин; ячейка с вводным выключателем. Наиболее типичной схемой РУ 10 кВ промышленного предприятия является схема с одиночными секционированными шинами. Выбор высоковольтных выключателей производят:

По термической стойкости проверка осуществляется по расчетному импульсу квадратичного тока короткого замыкания и найденным в каталоге значениям:

При удаленном коротком замыкании значение теплового импульса тока короткого замыкания Вк может определяться по формуле

где т — расчетное время отключения выключателя, с.

Время действия релейной защиты может быть принято: при расчете кабелей и выключателей тупиковых присоединений ЗУР (высоковольтные двигатели, цеховые трансформаторы) t р.з. = 0,01 с; для вводных выключателей РУ 6—10 кА 4УР

t р.з. = 0,5… 0,6 с; для коммутационных аппаратов 5УР t р.з. = 1,2…2,0 с.

При коротком замыкании вблизи группы двигателей тепловой импульс определяется как суммарный от периодической Вкп и апериодической В к.а. составляющих:

Апериодические составляющие токов двигателей от системы затухают по экспонентам с близкими постоянными времени, поэтому апериодическую составляющую тока в месте короткого замыкания можно представить в виде одной экспоненты с эквивалентной постоянной времени:

Тепловой импульс от апериодической составляющей тока короткого замыкания

При наличии синхронных двигателей на соседней секции шин максимальное результирующее значение тока внешнего короткого замыкания определяется с учетом суммарной подпитки от обеих секций, так как секционный выключатель может быть включен. При проектировании подстанции промышленного предприятия возникает необходимость повторения процедур выбора аппаратов и токоведущих устройств столько раз, сколько отходящих линий имеется на предприятии.

Характеристики некоторых видов выключателей:

Интересное видео о высоковольтных выключателях смотрите ниже:

Выбор выключателей 6-10 кВ: достоинства и недостатки

29 ноября 2011 в 10:00

Перед электрическими сетями и предприятиями, имеющими на своем балансе высоковольтные выключатели напряжением 6-10 кВ, время от времени появляется необходимость их приобретения, и как следствие, возникает вопрос: «Какой тип выключателя выбрать?». Ответ на этот вопрос зависит от конкретных условий эксплуатации, а также, финансовых возможностей организации, но рассмотренные далее основные достоинства и недостатки различных типов выключателей, надеемся, окажут помощь при выборе оборудования для покупки.

Малообъемные масляные выключатели

Начнем с самого старого, из имеющихся в продаже, типа выключателей 6-10 кВ – малообъемных масляных. Их основные достоинства – относительно, невысокая цена, универсальность многих узлов. Такие выключатели отличаются простотой конструкции, часто их проще монтировать при реконструкции, когда не планируется замена ячеек. Некоторые модели можно устанавливать как в открытых, так и закрытых распредустройствах.

К недостаткам малообъемных масляных выключателей можно отнести их пожаро- и взрывонебезопасность. Ограниченная способность к быстродействию и частоте осуществления АПВ. Эксплуатация таких выключателей обходится дороже: замена и периодическая доливка масла, износ дугогасящих контактов, текущие ремонты. При работе МВ на низких температурах могут возникнуть трудности с подогревом масла. Отключающая способность масляных выключателей может оказаться недостаточной.

Вакуумные выключатели

Вакуумные выключатели 6. 10 кВ абсолютно пожаро- и взрывобезопасностны, сохраняют свою работоспособность при практически любых температурах окружающей среды. К достоинствам вакуумных выключателей можно отнести большой ресурс отключений-включений номинальных токов, возможность их эксплуатации в агрессивных средах, высокая скорость коммутаций и готовность к повторным включениям. Следует добавить, что это самый «чистый» тип выключателя – никаких проблем с загрязнением распредустройства и выделением небезопасных для экологии веществ, они практически бесшумны в работе. Дальновидный хозяин при выборе покупки учтет невысокую стоимость эксплуатации вакуумных выключателей: протирка изоляции, текущие ремонты привода (малая мощность) и крайне редко требуемая замена дугогасительных камер, не вызовут особых сложностей. Малые габариты и возможность произвольного их расположения позволяют уменьшить размеры распределительного устройства и предоставляют свободу в их компоновке, например, размещение ячеек в несколько ярусов. Установленные на линейных присоединениях вакуумники без проблем отключают зарядные токи кабельных или воздушных линий, находящихся под напряжением.

Но при отключении такими вакуумными выключателями небольших индуктивных токов (холостой ход трансформатора), есть вероятность коммутационных перенапряжений. В случае потери вакуума в одной из дугогасительных камер происходит приваривание контактов – необходим постоянный контроль отсутствия напряжения на всех трех фазах после отключения присоединения. Ресурс дугогасительного устройства по отключению токов короткого замыкания не очень велик.

Элегазовые выключатели

Следующий кандидат для покупки — элегазовые выключатели. Как и вакуумные выключатели они полностью пожаро- и взрывобезопасностны, и часто, взаимозаменяемы с этим типом выключателей. Имеют высокую отключающую способность. Элегазовые выключатели можно устанавливать как в ЗРУ так и в ОРУ. Длительный срок службы дугогасительного устройства.

Основная сложность при эксплуатации этих выключателей — SF6 (элегаз, шестифтористая сера), которая сама по себе недешевая, плюс в обслуживании требуются устройства для очистки, заполнения и ее перекачки.

Электромагнитные выключатели

Последний, и самый малораспространенный тип выключателей (сейчас практически не выпускаются) – электромагнитный. Опять же, как и предыдущий тип выключателей они пожаро- и взрывобезопасностны, обладают высокой отключающей способностью, дугогасительное устройство имеет малый износ. В условиях частых коммутаций – электромагнитные выключатели хороший выбор.

Электромагнитные выключатели имеют довольно сложную дугогасящую камеру. Такие недостатки как малая пригодность для открытых распределительных устройств и ограничения по величине номинального напряжения, как правило, некритичны для распредустройств 6-10 кВ.

Вот собственно и все, основные плюсы и минусы имеющихся выключателей 6-10 кВ рассмотрены, окончательный выбор за Вами.

Выбор выключателей

При выборе выключателя его номинальные параметры сравниваются с параметрами сети в месте его установки. Выключатель выбирается по наиболее тяжелому режиму работы, который возможен в эксплуатации.
Номинальное напряжение выключателя должно быть равно или больше номинального напряжения защищаемой сети.
Номинальный длительный ток выключателя должен быть больше номинального тока установки.
Номинальный ток отключения выключателя должен быть больше максимального расчетного тока короткого замыкания к моменту расхождения контактов.
При определении необходимо рассмотреть все возможные варианты КЗ и выбрать наиболее тяжелый вероятный режим. Как правило, наиболее тяжелые режимы создаются при отключении трех- и однофазного КЗ на землю. Расчет апериодической слагающей ведется из условия, что КЗ произошло в момент, когда напряжение в одной из фаз равно нулю. Ток /вкл.ном должен быть не менее ударного тока КЗ, протекающего через выключатель.
При выборе выключателя следует иметь в виду, что в момент размыкания контактов выключателя апериодическая составляющая тока КЗ не должна превышать апериодический ток, гарантированный заводом-изготовителем. Обычно этот ток выражается в процентах номинального тока отключения.
Расчетное время размыкания берется равным минимально возможному.
Наряду с номинальным током отключения необходимо учитывать циклы (последовательность включений и отключений— ВО), при которых выключатель работает. Номинальный ток отключения выключателей без АПВ гарантируется при цикле О—180—ВО—380—ВО. Для выключателей, работающих в циклах многократного быстродействующего АПВ, возможно уменьшение номинального тока отключения, особенно при втором или третьем АПВ.
Термическая стойкость проверяется из условия протекания через выключатель тока КЗ в течение максимального времени, обусловленного срабатыванием защиты.
Номинальный ток электродинамической стойкости выключателя должен превышать максимально возможное значение ударного тока КЗ, которое может быть в установке. Обычно сравнивают мгновенные значения пика тока.
Выпускаемые промышленностью выключатели испытываются при скоростях восстановления напряжения, которые являются типовыми. Однако в некоторых случаях необходимо проводить расчет скорости восстановления напряжения в проектируемых сетях и сравнивать с условиями, которые имели место при испытаниях аппарата. Особенно тяжелые условия с этой точки зрения имеют место при КЗ на зажимах мощных генераторов, трансформаторов и неудаленных КЗ. Иногда требуется установка специальных шунтирующих резисторов для снижения скорости восстановления напряжения. Для мощных системных выключателей, от работы которых зависит устойчивость параллельно работающих сетей, важным параметром является время отключения и время повторного включения. Иногда эти параметры диктуют выбор типа выключателя и его привода.
При выборе типа выключателя следует учитывать следующие обстоятельства:
1. При номинальном напряжении 6—10 кВ и редких коммутациях целесообразно применение маломасляных выключателей. При частых коммутациях рекомендуется применять вакуумные и элегазовые, обладающие большим сроком службы.
2. При номинальном напряжении 35—110 кВ и номинальных токах отключения до 20 кА целесообразно применять маломасляные выключатели. При больших номинальных напряжениях и больших номинальных токах отключения применяются воздушные и элегазовые выключатели.
При экономической оценке выбираемого типа выключателей следует учесть, что, несмотря на то, что вакуумные выключатели имеют большую стоимость, применение их более оправдано ввиду малых расходов на техническое обслуживание и большого срока службы ДУ (до 25 лет).
Метки: выключатель | справка |

Ссылка на основную публикацию