Меню

Ток электродинамической стойкости разъединителя

Коммутационные аппараты напряжением выше 1 кВ

К коммутационным аппаратам выше 1 кВ относятся: разъединители, короткозамыкатели, отделители, плавкие предохранители, ограничители ударного тока, высоковольтные выключатели.

Разъединитель – это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения эл. цепи без тока или с незначительным током, который для обеспечения безопасности имеет между контактами, в отключенном положении, изоляционный промежуток. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимся под U, и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, т.к. контактная система их не имеет дугогасительных устройств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к междуфазному КЗ и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем. Разъединителями и отделителями разрешается отключать и включать: незначительный намагничивающий ток силовых тр – ров (U = 10 кВ, SНОМ = до 630 кВА; U = 35 кВ, SНОМ = до 20000 кВА; U = 110 кВ, SНОМ = до 40500 кВА); уравнительный ток линий при разности напряжений не более 2%; токи замыкания на землю (не превышающие 5А при U = 35 кВ и 10А при U = 10 кВ); зарядный ток ВЛ и КЛ.

Отделитель (ОД) – внешне не отличается от разъединителя, но у него для отключения имеется пружинный привод. Включение отделителя производится вручную. ОД могут иметь заземляющие ножи с одной и двух сторон. Недостатком ОД является довольно большое время отключения (0,4 – 0,5с). ОД могут отключать обесточенную цепь или ток намагничивания тр – ра.

Если в цепи имеются разъединитель и ОД, то отключение и включение намагничивающего тока и зарядных токов следует выполнять отделителями, имеющими пружинный привод, который позволяет быстро произвести эту операцию.

Короткозамыкатель – это коммутационный аппарат, предназначенный для создания искусственного КЗ в эл. цепи. Короткозамыкатели применяются в упрощённых схемах подстанций для того, чтобы обеспечить отключение повреждённого тр – ра после создания искусственного КЗ действием РЗ питающей линии. В установках 35 кВ применяют два полюса короткозамыкателя, при срабатывании которых создаётся искусственное двухфазное КЗ. В установках 110 кВ и выше (с заземлённой нейтралью) применяется один полюс короткозамыкателя.

Конструкция короткозамыкателя: привод короткозамыкателей имеет пружину, которая обеспечивает включение заземляющего ножа на неподвижный контакт, находящийся под U. Импульс для работы привода подаётся от РЗ. Отключение производится вручную. При включении короткозамыкателя во избежание возникновения дуги и повреждения аппарата необходимо обеспечить большую скорость движения ножа.

Отделители и короткозамыкатели открытой конструкции недостаточно надёжно работают в неблагоприятных условиях (мороз, голо-лёд). В эксплуатации наблюдаются случаи их отказа в работе. Взамен этих конструкций разработаны ОД и короткозамыкатели с контактной системой, расположенной в закрытой камере, заполненной элегазом.

Выбор разъединителей и отделителей:

1. по U установки: UУСТ ≤ UНОМ;

2. по роду I и его значению: IMAX ≤ IНОМ;

3. по конструктивному выполнению;

4. по электродинамической стойкости: iУ ≤ iПР,С, где iПР,С – идеальный сквозной ток (амплитудное значение), кА;

5. по термической стойкости: ВК ≤ I 2 ТЕР tТЕР, где ВК – тепловой импульс, кА 2 с; IТЕР – предельный ток термической стойкости, кА; tТЕР – время протекания IТЕР, с.

Короткозамыкатели выбираются по тем же условиям, но без проверки по току нагрузки (условие 2).

Предохранитель –это коммутационный эл. аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, который превышает определённое значение. Отключение цепи происходит за счёт расплавления плавкой вставки, которая нагревается протекающим через неё током защищаемой цепи. После отключения цепи необходимо заменить перегоревшую вставку на исправную. Предохранитель типа ПК состоит из фарфоровой трубки (патрона предохранителя), армированной латунными колпачками с торцевыми крышками и указателем срабатывания. Внутри патрона размещены медные или серебряные плавкие вставки с шариками из олова и кварцевый песок.

2. по I предохранителя: IMAX ≤ IНОМ;

3. по конструкции и току установки;

4. по I отключения: IП.О. ≤ IОТК, где IОТК – предельно отключаемый ток.

Высоковольтный выключатель (В.В.) – это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока – при длительной нагрузке, перегрузке, КЗ, холостом ходе, несинхронной работе. К высоковольтным выключателям предъявляются следующие требования: быстрое и надёжное отключение любых токов; пригодность для быстродействующего АПВ; взрыво- и пожаробезопасность; лёгкость ревизии и осмотра контактов; удобство транспортировки и эксплуатации.

1. Номинальный ток отключения IОТК.НОМ – наибольший ток КЗ, который выключатель способен отключить при U, равном наибольшему рабочему U при заданных условиях и заданном цикле операций.

2. Цикл операций – выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.

3. Стойкость при сквозных токах – которая характеризуется токами: термической стойкости IТЕР и электродинамической стойкости IДИН (действующее значение), iДИН – наибольший пик (амплитудное значение). Эти токи выключатель выдерживает во включенном положении без повреждений, препятствующих дальнейшей работе. Завод – изготовитель должен выдерживать соотношение: iДИН = 2,55 IОТК.НОМ.

4. Номинальный ток включения – ток КЗ, который выключатель способен включить без приваривания контактов и других повреждений, при номинальном U и заданном цикле.

Читайте также:  Электродвижущая сила в цепи переменного тока выражается формулой е 120sin628t чему равны амплитуда

5. Собственное время отключения t С.В – интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента соприкосновения прекращения дугогасительных контактов.

6. Время отключения t ОТК,В – интервал времени от подачи команды на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах.

7. Время включения t ВКЛ,В – интервал времени от момента подачи команды на включение до возникновения тока в цепи.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы В.В.: масляные баковые (масляные многообъёмные); маломасляные (масляные малообъёмные); воздушные; элегазовые; электромагнитные; вакуумные. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима.

По роду установки различают: В.В. для внутренней установки; В.В. для наружной установки; В.В. для КТП.

Условия выбора и проверки В.В.:

1. по U установки: UУСТ ≤ UНОМ;

3. по отключающей способности на симметричный ток отключения

, где IП.τ– периодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов τ; IОТК. НОМ – номинальное допустимое значение периодической составляющей, кА; UНОМ, IНОМ– номинальные Uи Iвыключателя;

4. по отключающей способности на возможность отключения апериодической составляющей тока КЗ: ia≤ ia, ном, где ia, ном– номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ, кА; ia– апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения котактов τ, кА; τ – наименьшее время от начала КЗ до момента расхождения дугогасительных контактов,с;

5. по включающей способности: iу≤ iвкл, Iп,0≤ Iвкл– где iу– ударный ток КЗ в цепи выключателя, кА; Iп,0– начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя, кА; Iвкл– номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей), кА; iвкл– наибольший пик тока включения, кА.

Заводами – изготовителями соблюдается условие: iвкл= kу√2 Iвкл, где kу– 1,8 – ударный коэф. нормированный для выключателей.

6. на электродинамическую стойкость: iу≤ iдин , Iп,0≤ Iдин– где Iдин– действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока КЗ; iдин– наибольший пиковый ток (ток электродинамической стойкости).

7. на термическую стойкость: ВК ≤ I 2 ТЕРtТЕР, где ВК – тепловой импульс тока КЗ по расчёту, А 2 с; IТЕР– среднеквадратичное значение тока за время его протекания (ток термической стойкости) по каталогу, кА; tТЕР– длительность протекания тока термической стойкости по каталогу, с.

Источник

Проверка на термическую стойкость.

При выборе аппаратов и проводников в цепи линии необходимо учесть что

а) ошиновка ответвлений от шин и проходные изоляторы между сборными шинами и 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 тонов короткого замыкания за реактором.

Расчетным видом короткого замыкания при проверке электродинамичекой стойкости аппаратов и жестких шин с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями является трехфазное короткое замыкание. Термическую стойкость следует проверять также по трехфазному короткому замыканию. Аппаратура 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 расчетного времени короткого замыкания 4с. Поэтому для цепи генератора следует рассмотреть трёхфазное и двухфазное короткое замыкание. Отключающую способность аппаратов в незаземленных или резонансно-заземленных сетях (сети напряжением до 35 кВ включительно) следует проверять по току трехфазного короткого замыкания. В эффективно заземленных сетях (сети напряжением 110 кВ и выше) определяют токи при трехфазном и однофазном коротком замыкании, в проверку отключающей способности делают по более тяжелому режиму с учетом условий восстановления напряжения.

Проверка на электродинамическую стойкость.

Ударные токи короткого замыкания могут вызвать поломки электрических аппаратов и шинных конструкций. Чтобы этого не произошло, каждый тип аппаратов испытывают на заводе, устанавливая для него наибольший допустимый ток короткого замыкания (амплитудное значение полного тока) i дин. В литературе встречается и другое название этого тока – предельный сквозной ток короткого замыкания i пр.скв .

Условие проверки на электродинамическую стойкость имеет вид

где iуд – расчетный ударный ток в цепи..

Проверка на термическую стойкость.

Проводники и аппараты при коротком замыкании не должны нагреваться выше допустимой температуры, установленной нормами для кратковременного нагрева.

Для термической стойкости аппаратов должно быть выполнено условие

где Bк — импульс квадратичного тока короткого замыкания, пропорциональный количеству тепловой анергии, выделенной за время короткого замыкания;

Iтер — номинальный ток термической стойкости аппарата;

tтер — номинальное время термической стойкости аппарата.

Аппарат может выдержать ток Iтер в течение времени tтер.

Импульс квадратичного тока короткого замыкания

где it– мгновенное значение тока короткого замыкания в момент t;

tотк – время от начала короткого замыкания до его отключения;

Bк.п — тепловой импульс периодической составляющей тока короткого замыкания;

Читайте также:  Водород проводит электрический ток или нет

Bк.а — тепловой импульс апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Тепловой импульс Bк определяется по-разному в зависимости от местонахождения точки короткого замыкания в электрической схеме.

Можно выделить три основных случая:

· удалённое короткое замыкание,

· короткое замыкание вблизи генераторов или синхронных компенсаторов,

· короткое замыкание вблизи группы мощных электродвигателей:

В первом случае полный тепловой импульс короткого замыкания

где I п.0 — действующее значение периодической составляющей начальною тока короткого замыкания;

Та — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Данный способ определения Вк рекомендуется при вычислении теплового импульса в цепях понизительных подстанций, в цепях высшего напряжения электростанций, если место короткого замыкания находится за реактором.

Определение теплового импульса Вк для двух других случаев короткого замыкания довольно сложно. Для ориентировочных расчетов можно воспользоваться приведенным выражением Вк.

Согласно ПУЭ время отключения tотк складывается из времени действия основной релейной защиты данной цепи tр.з и полного времени отключения выключателя tо.в;

В цепях генераторов 60 МВт и выше термическую стойкость следует проверять по времени действия резервной защиты генератора и принять tотк = 4 с.

Согласно ПУЭ допускается не проверять по электродинамической стойкости аппараты и проводники, защищенные предохранителями с номинальным током до 60 А включительно, по термической стойкости — проводники и аппараты, защищенные плавкими предохранителями, независимо от номинального тока и типа предохранителей.

| следующая лекция ==>
Классификация устройств АЧР | Сборка, разборка электродвигателя

Дата добавления: 2016-05-05 ; просмотров: 7611 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки.

Лекция№12. ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ В СХЕМАХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК.

12.1 Выбор выключателей. 1

12.2 Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки. 3

Выбор выключателей.

Во включенном состоянии выключатель должен неограниченно долго выдерживать воздействие номинальных токов Iном и напряжений Uном, т.е.

Uном≥Uуст и Iном≥Iраб.форс, где Iраб.форс – рабочий форсированный ток в цепи выключателя (зависит от того, в цепи какого присоединения стоит выключатель), Uус – напряжение установки, где применён выключатель

Выключатель должен соответствовать коммутационной способности в месте установки. Под коммутационной способностью выключателя понимают его способность отключать и включать электрические цепи при КЗ. Соответственно установлены понятия номинального тока отключения Iот. ном. и номинального тока включения Iвк ном.

Номинальный ток отключения. Тяжесть процесса отключения (в части, относящейся к току) определяется в основном действующим значением периодической составляющей отключаемого тока. Поэтому условились под номинальным током отключения понимать наибольшее допустимое действующее значение чисто симметричного тока или наибольшее допустимое значение периодической составляющей асимметричного тока к моменту τ размыкания дугогасительных контактов. Выключатель должен надежно отключать эти токи при: асимметрии — вплоть до номинального значения ; напряжении сети — вплоть до наибольшего рабочего напряжения Uраб.нб; номинальных параметрах восстанавливающегося напряжения; нормированных циклах операций включения и отключения.

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ к некоторому моменту τ определяют по огибающим кривым, как показано на рис. 12.1.

Рис. 12.1 Кривая отключаемого тока КЗ: АА ’ и ВВ ’ – огибающие кривые; ЕЕ ’ – момент размыкания дугогасительных контактов.

Расчётное время τ размыкания дугогасительных контактов, с, определяют как сумму собственного времени отключения выключателя tсв и минимального времени срабатывания релейной защиты, принимаемого равным 0,01 с:

Собственное время отключения выключателя указывают заводы-изготовители. Его исчисляют от момента подачи команды на отключение до момента размыкания дугогасительных контактов.

Обычно номинальная асимметрия выражается в процентах:

Согласно ГОСТ номинальная асимметрия установлена как функция времени τ (рис. 12.2).

Рис. 12.2 Номинальная асимметрия отключаемого тока как функция расчётного времени τ

Кривая βном(τ) представляет собой экспоненту с показателем τ/Та Значение Та принято равным 0,045 с, что соответствует среднему значению в большинстве точек системы. При КЗ. вблизи мощных электростанций. Та > 0,045 с, что должно быть учтено при выборе выключателя. При τ> 70 мс значение βном следует считать равным нулю.

При выборе выключателя по номинальному току отключения должны быть соблюдены следующие условия:

;

,

где — номинальное значение апериодической составляющей тока отключения.

В левой части этих неравенств указаны номинальные параметры выключателя, в правой — соответствующие расчетные значения.

Если второе требование не выполнено, т. е. расчётное значение апериодической составляющей тока превышает номинальное значение, то в этом случае следует сопоставить условные значения полных токов отключения, а именно:

.

Номинальный ток включения. Под номинальным током включения понимают наибольший ток КЗ., который выключатель способен надежно включить. Заводы-изготовители определяют этот ток наибольшим действующим значением, которое установлено равным номинальному току отключения

и наибольшим мгновенным значением, которое установлено равным

Отсюда следует, что выключатель, выбранный по номинальному току отключения, способен также включить цепь с номинальным током включения. Поэтому дополнительной проверки не требуется.

Нормированные циклы операций включения и отключения. Для выключателей, предназначенных для работы с АПВ, нормированы следующие циклы:

1) О — t — ВО — 180 с — ВО;

2) О — 180 с — ВО — ВО,

Читайте также:  Последствия при ударе током 220

где О — операция отключения КЗ; ВО — операция включения на КЗ и немедленно (без преднамеренной выдержки времени) следующая за ней операция отключения; tбт — нормировавная бестоковая пауза при АПВ, значение которой для разных типов выключателей может находиться в предел от 0,3 до 1,3 с.

Для выключателей, не предназначс ных для работы с АПВ, установлен только второй цикл.

Проверка выключателя на электрдинамическую и термическую стойкости. Условия электродинамической стойкости выключателей могут быть записаны следующим образом:

Iпс≥I ″ и iпс≥iу (3) , где iпс и Iпс амплитуда и действующее значение предельного сквозного тока, который выключатель выдерживает по условию механической прочности, а I ″ iу (3) – действующее значениесверхпереходного тока и ударного тока при трёхфазном КЗ.

Условие термической стойкости выключателя может быть записано следующим образом:

Iтс 2 tтс ≥Bк, где Iтс — номинальный ток термической стойкости выключателя, tтс — номинальное время термической стойкости; Вк — расчётный тепловой импульс в цепи выключателя.

Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки.

Разъединители, отделители и выключатели нагрузки выбирают по номинальному напряжению Uном, номинальному длительному току Iном, а в режиме КЗ проверяют на термическую и электродинамическую стойкость. Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.

Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:

Расчетные величины для выбора перечисленных аппаратов те же, что и для выключателей.

Источник



ГОСТ Р 52726-2007 Разъединители и заземлители переменного тока на напряжение свыше 1 Кв и приводы к ним. Общие технические условия

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 9.005-72 Единая система защиты от коррозии и старения. Металлы, сплавы, металлические и неметаллические неорганические покрытия. Допустимые и недопустимые контакты с металлами и неметаллами
ГОСТ 9.303-84 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору
ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.007.3-75 Система стандартов безопасности труда. Электротехнические устройства на напряжение свыше 1000 В. Требования безопасности
ГОСТ 403-73 Аппараты электрические на напряжение до 1000 В. Допустимые температуры нагрева частей аппаратов
ГОСТ 1516.2-97 Электрооборудование и электроустановки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции
ГОСТ 1516.3-96 Электрооборудование переменного тока на напряжения от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции
ГОСТ 8024-90 Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Норма нагрева при продолжительном режиме работы и методы испытаний

ГОСТ 9920-89 (МЭК 815-86, МЭК 694-80) Электроустановки переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции
ГОСТ 10434-82 Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические требования
ГОСТ 14192-96 Маркировка грузов
ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (Код IP)
ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды
ГОСТ 15151-69 Машины, приборы и другие технические изделия для районов с тропическим климатом. Общие технические условия
ГОСТ 15543.1-89 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 15963-79 Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические требования и методы испытаний
ГОСТ 16962.1-89 (МЭК 68-2-1-74) Изделия электротехнические. Методы испытаний на устойчивость к климатическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 16962.2-90 Изделия электротехнические. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 17412-72 Изделия электротехнические для районов с холодным климатом. Технические требования, приемка и методы испытаний
ГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам
ГОСТ 18620-86 Изделия электротехнические. Маркировка
ГОСТ 19132-86 Зажимы наборные контактные. Общие технические условия
ГОСТ 20419-83 Материалы керамические электротехнические. Классификация и технические требования
ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры
ГОСТ 21242-75 Выводы контактные электротехнических устройств плоские и штыревые. Основные размеры
ГОСТ 23216-78 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита, упаковка. Общие требования и методы испытаний
ГОСТ 24753-81 Выводы контактные электротехнических устройств. Общие технические требования
ГОСТ 25874-83 Аппаратура радиоэлектронная, электронная и электротехническая. Условные функциональные обозначения
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

Источник