Расчет токов кородкого замыкания
Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания (КЗ) и выбираться с учетом этих токов. При проектировании систем электроснабжения определяют максимально возможные и минимальные токи КЗ. Максимальные токи КЗ рассчитываются для проверки токоведущих частей электрических аппаратов на термическую и динамическую стойкость, для выбора устройств по ограничению токов КЗ или времени их действия. Минимальные значения токов КЗ необходимы для оценки чувствительности релейных защит.
Для получения максимального значения тока КЗ расчетным является трехфазное короткое замыкание. Расчетное место КЗ выбирают так, чтобы ток, проходящий через проверяемый аппарат, оказался максимально возможным, т.е. точка КЗ принимается непосредственно за проверяемым аппаратом. Все нормально работающие источники питания в том числе и двигатели, которые в момент короткого замыкания переходят в режим генератора, считаются включенными.
Расчетным для минимально возможного тока КЗ является одно- или двухфазное КЗ в конце рассматриваемого участка при минимально возможном числе источников питания.
При расчетах максимальных и минимальных значений токов КЗ принимаются допущения:
- все источники схемы электроснабжения, участвующие в питании рассматриваемой точки КЗ, работают одновременно и с номинальной нагрузкой;
- расчетное напряжение каждой ступени принимается при расчете максимального тока КЗ на 5% выше номинального значения, а при расчете минимального тока КЗ – равным номинальному напряжению сети;
- короткое замыкание происходит в момент времени, при котором ударный ток КЗ будет иметь наибольшее значение;
- сопротивление места КЗ считается равным нулю;
- не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчетную схему;
- не учитываются емкости, а следовательно и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях;
- не учитываются токи намагничивания трансформаторов.
Расчетным видом короткого замыкания для выбора или проверки электрооборудования считают трехфазное симметричное короткое замыкание. Расчетная схема процесса приведена в Приложении 1. Расчетная схема замещения приведена на Приложении 2.
В нормальном режиме все секционные выключатели находятся в отключенном состоянии, силовые трансформаторы работают раздельно на разные секции шин. Наиболее тяжелый режим работы может наступить при коротком замыкании в момент перевода нагрузки с одного силового трансформатора на другой. Этот режим и принят за расчетный.
Сопротивления линий можно определить по формуле:
(6.1)
(6.2)
Сопротивления трансформаторов определяется по формуле:
(6.3)
Сопротивление высоковольтных двигателей и генераторов определим по формуле:
(6.4)
Рассчитаем сопротивления трансформаторов:
(6.5)
где Z∑ - общее сопротивление до точки короткого замыкания;
Iб – базисный ток для данной ступени трансформации.
Ударный ток КЗ равен:
(6.6)
где Куд – ударный коэффициент, зависящий от отношения (Х∑/ R∑).
Токи двухфазного КЗ определяются по формуле:
(6.7)
Рассчитаем значения токов короткого замыкания в максимальном и минимальном режимах. Результаты расчета сопротивлений и токов короткого замыкания приведены в таблицах 6.1, 6.2,6.3,6.4
Таблица 6.1
| Точка КЗ | Rмин | Rмакс | Xмин | Xмакс | Zмин | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 0,5 | 0,3 | 0,46 | ||
| Шины НПС 10кВ | К-1 | 0,04 | 0,04 | 0,47 | 0,32 | 0,48 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 0,8 | 0,7 | 0,84 | ||
| Шины ДНС 35кВ | К-4 | 0,80 | 0,80 | 1,20 | 1,04 | 1,44 |
| Шины ДНС 10кВ | К-5 | 0,80 | 0,80 | 2,00 | 1,84 | 2,15 |
| Шины КНС 35кВ | К-6 | 1,35 | 1,35 | 1,15 | 1,00 | 1,77 |
| Шины КНС 10кВ | К-7 | 1,35 | 1,35 | 3,02 | 2,87 | 3,31 |
| Шины БУ 35кВ | К-8 | 1,69 | 1,69 | 1,23 | 1,07 | 2,09 |
| Шины БУ 0,69кВ | К-10 | 1,69 | 1,69 | 5,66 | 5,51 | 5,91 |
| Шины ПС-1 10кВ | К-11 | 7,71 | 7,71 | 3,19 | 3,04 | 8,34 |
| Шины ПС-1 0,4кВ | К-12 | 7,71 | 7,71 | 6,63 | 6,47 | 10,17 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-13 | 7,87 | 7,87 | 5,17 | 5,02 | 9,42 |
| Шины ПС-2 0,4кВ | К-14 | 7,87 | 7,87 | 7,73 | 7,58 | 11,03 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-15 | 9,05 | 9,05 | 5,70 | 5,55 | 10,70 |
| Шины ПС-3 0,4кВ | К-16 | 9,05 | 9,05 | 8,26 | 8,11 | 12,26 |
| Шины БУ 10кВ | К-9 | 1,69 | 1,69 | 3,10 | 2,95 | 3,53 |
Продолжение таблицы 6.1
| Точка КЗ | Zмакс | Iб | I(3)мин | I(3)макс | I(2)мин | i(уд)макс | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 0,31 | 5,60 | 12,2 | 18,3 | 10,6 | 46,5 |
| Шины НПС 10кВ | К-1 | 0,32 | 5,60 | 11,8 | 17,3 | 10,2 | 43,9 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 0,69 | 1,56 | 1,9 | 2,3 | 1,6 | 5,8 |
| Шины ДНС 35кВ | К-4 | 1,31 | 1,56 | 1,1 | 1,2 | 0,9 | 3,0 |
| Шины ДНС 10кВ | К-5 | 2,01 | 5,60 | 2,6 | 2,8 | 2,3 | 7,1 |
| Шины КНС 35кВ | К-6 | 1,68 | 1,56 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 2,4 |
| Шины КНС 10кВ | К-7 | 3,17 | 5,60 | 1,7 | 1,8 | 1,5 | 4,5 |
| Шины БУ 35кВ | К-8 | 2,00 | 1,56 | 0,7 | 0,8 | 0,6 | 2,0 |
| Шины БУ 0,69кВ | К-10 | 5,76 | 83,77 | 14,2 | 14,5 | 12,3 | 36,9 |
| Шины ПС-1 10кВ | К-11 | 8,29 | 5,60 | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 1,7 |
| Шины ПС-1 0,4кВ | К-12 | 10,07 | 144,51 | 14,2 | 14,4 | 12,3 | 36,4 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-13 | 9,34 | 5,60 | 0,6 | 0,6 | 0,5 | 1,5 |
| Шины ПС-2 0,4кВ | К-14 | 10,93 | 144,51 | 13,1 | 13,2 | 11,3 | 33,6 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-15 | 10,62 | 5,60 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 1,3 |
| Шины ПС-3 0,4кВ | К-16 | 12,15 | 144,51 | 11,8 | 11,9 | 10,2 | 30,2 |
| Шины БУ 10кВ | К-9 | 3,40 | 5,60 | 1,6 | 1,6 | 1,4 | 4,2 |
Таблица 6.2
| Точка КЗ | Rмин | Rмакс | Xмин | Xмакс | Zмин | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 0,04 | 0,04 | 8,0 | 4,0 | 8,01 |
| Шины НПС 10кВ | К-1 | 0,00 | 0,00 | 7,99 | 4,00 | 7,99 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 0,04 | 0,04 | 8,4 | 4,4 | 8,37 |
| Шины ПС-1 10кВ | К-10 | 7,75 | 7,75 | 10,74 | 6,74 | 13,24 |
| Шины ПС-1 0,4кВ | К-11 | 7,75 | 7,75 | 14,18 | 10,18 | 16,15 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 0,83 | 0,83 | 8,73 | 4,73 | 8,77 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 1,39 | 1,39 | 8,68 | 4,69 | 8,79 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 1,73 | 1,73 | 8,76 | 4,76 | 8,93 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 0,83 | 0,83 | 9,53 | 5,53 | 9,57 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 1,39 | 1,39 | 10,56 | 6,56 | 10,65 |
| шины БУ 10кВ | К-8 | 1,73 | 1,73 | 10,63 | 6,64 | 10,77 |
Продолжение таблицы 6.2
| Точка КЗ | Zмакс | Iб | I(3)мин | I(3)макс | I(2)мин | i(уд)макс | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 4,01 | 5,60 | 0,7 | 1,4 | 0,6 | 3,5 |
| Шины НПС 10кВ | К-1 | 4,00 | 5,60 | 0,7 | 1,4 | 0,6 | 3,6 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 4,38 | 1,56 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,9 |
| Шины ПС-1 10кВ | К-10 | 10,27 | 5,60 | 0,4 | 0,5 | 0,4 | 1,4 |
| Шины ПС-1 0,4кВ | К-11 | 12,79 | 144,51 | 8,9 | 11,3 | 7,7 | 28,7 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 4,81 | 1,56 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,8 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 4,89 | 1,56 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,8 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 5,07 | 1,56 | 0,2 | 0,3 | 0,2 | 0,8 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 5,60 | 5,60 | 0,6 | 1,0 | 0,5 | 2,5 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 6,71 | 5,60 | 0,5 | 0,8 | 0,5 | 2,1 |
| шины БУ 10кВ | К-8 | 6,86 | 5,60 | 0,5 | 0,8 | 0,4 | 2,1 |
Таблица 6.3
| Точка КЗ | Rмин | Rмакс | Xмин | Xмакс | Zмин | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 0,80 | 0,80 | 29,5 | 10,9 | 29,55 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 0,80 | 0,80 | 29,2 | 10,5 | 29,17 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 0,00 | 0,00 | 28,80 | 10,13 | 28,80 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 0,00 | 0,00 | 28,00 | 9,33 | 28,00 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-12 | 7,07 | 7,07 | 31,18 | 12,51 | 31,97 |
| Шины ПС-2 0,4кВ | К-13 | 7,07 | 7,07 | 33,74 | 15,07 | 34,47 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-14 | 8,25 | 8,25 | 31,71 | 13,04 | 32,76 |
| Шины ПС-3 0,4кВ | К-15 | 8,25 | 8,25 | 34,27 | 15,60 | 35,25 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 2,15 | 2,15 | 29,47 | 10,80 | 29,55 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 2,15 | 2,15 | 30,27 | 11,60 | 30,34 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 2,49 | 2,49 | 29,54 | 10,88 | 29,65 |
| Шины БУ 10кВ | К-8 | 2,49 | 2,49 | 31,42 | 12,75 | 31,52 |
Продолжение таблицы 6.3
| Точка КЗ | Zмакс | Iб | I(3)мин | I(3)макс | I(2)мин | i(уд)макс | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 10,90 | 5,60 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | 1,3 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 10,52 | 1,56 | 0,1 | 0,1 | 0,0 | 0,4 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 10,13 | 1,56 | 0,1 | 0,2 | 0,0 | 0,4 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 9,33 | 5,60 | 0,2 | 0,6 | 0,2 | 1,5 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-12 | 14,37 | 5,60 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 1,0 |
| Шины ПС-2 0,4кВ | К-13 | 16,65 | 144,51 | 4,2 | 8,7 | 3,6 | 22,0 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-14 | 15,43 | 5,60 | 0,2 | 0,4 | 0,1 | 0,9 |
| Шины ПС-3 0,4кВ | К-15 | 17,65 | 144,51 | 4,1 | 8,2 | 3,5 | 20,8 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 11,01 | 1,56 | 0,1 | 0,1 | 0,0 | 0,4 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 11,80 | 5,60 | 0,2 | 0,5 | 0,2 | 1,2 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 11,16 | 1,56 | 0,1 | 0,1 | 0,0 | 0,4 |
| Шины БУ 10кВ | К-8 | 12,99 | 5,60 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 1,1 |
Таблица 6.4
| Точка КЗ | Rмин | Rмакс | Xмин | Xмакс | Zмин | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 1,35 | 1,35 | 34,2 | 20,2 | 34,22 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 1,35 | 1,35 | 33,8 | 19,8 | 33,84 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 2,15 | 2,15 | 34,17 | 20,17 | 34,23 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 2,15 | 2,15 | 34,97 | 20,97 | 35,03 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-12 | 9,22 | 9,22 | 38,15 | 24,15 | 39,24 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-14 | 10,40 | 10,40 | 38,68 | 24,68 | 40,05 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 0,00 | 0,00 | 33,50 | 19,50 | 33,50 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 0,00 | 0,00 | 28,00 | 14,00 | 28,00 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 3,04 | 3,04 | 34,20 | 20,20 | 34,33 |
| Шины БУ 10кВ | К-8 | 3,04 | 3,04 | 36,07 | 22,07 | 36,20 |
Продолжение таблицы 6.4
| Точка КЗ | Zмакс | Iб | I(3)мин | I(3)макс | I(2)мин | i(уд)макс | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 20,23 | 5,60 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,7 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 19,86 | 1,56 | 0,0 | 0,1 | 0,0 | 0,2 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 20,28 | 1,56 | 0,0 | 0,1 | 0,0 | 0,2 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 21,08 | 5,60 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,7 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-12 | 25,85 | 5,60 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,5 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-14 | 26,78 | 5,60 | 0,1 | 0,2 | 0,1 | 0,5 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 19,50 | 1,56 | 0,0 | 0,1 | 0,0 | 0,2 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 14,00 | 5,60 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 1,0 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 20,42 | 1,56 | 0,0 | 0,1 | 0,0 | 0,2 |
| Шины БУ 10кВ | К-8 | 22,28 | 5,60 | 0,2 | 0,3 | 0,1 | 0,6 |
Суммарный ток КЗ представлен в таблице 6.5
Таблица 6.5
| Точка КЗ | I(3)мин | I(3)макс | I(2)мин | i(уд)макс | |
| Шины ГТЭС 10кВ | К-0 | 13,3 | 20,5 | 11,5 | 52,1 |
| Шины НПС 10кВ | К-1 | 12,5 | 18,7 | 10,8 | 47,4 |
| Шины ПС10/35 35кВ | К-2 | 2,1 | 2,9 | 1,9 | 7,3 |
| Шины ДНС 35кВ | К-3 | 1,4 | 1,7 | 1,2 | 4,4 |
| Шины ДНС 10кВ | К-4 | 3,6 | 4,7 | 3,1 | 11,8 |
| Шины КНС 35кВ | К-5 | 1,2 | 1,5 | 1,0 | 3,7 |
| Шины КНС 10кВ | К-6 | 2,6 | 3,5 | 2,3 | 8,8 |
| Шины БУ 35кВ | К-7 | 1,0 | 1,3 | 0,9 | 3,3 |
| Шины БУ 0,69кВ | К-9 | 14,2 | 14,5 | 12,3 | 36,9 |
| Шины ПС-1 10кВ | К-10 | 1,1 | 1,2 | 0,9 | 3,1 |
| Шины ПС-1 0,4кВ | К-11 | 23,2 | 25,7 | 20,0 | 65,1 |
| Шины ПС-2 10кВ | К-12 | 0,9 | 1,2 | 0,8 | 3,1 |
| Шины ПС-2 0,4кВ | К-13 | 17,3 | 21,9 | 15,0 | 55,6 |
| Шины ПС-3 10кВ | К-14 | 0,8 | 1,1 | 0,7 | 2,8 |
| Шины ПС-3 0,4кВ | К-15 | 15,9 | 20,1 | 13,7 | 51,0 |
| Шины БУ 10кВ | К-8 | 2,44 | 3,15 | 2,1 | 8,0 |
7. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
7.1. Выбор шин
Выбор проводов, кабелей и шин распределительного устройства Сечение проводов и кабелей выбирают по техническим и экономическим соображениям.
Расчетный ток определяется:
(7.1)
Провода, кабели и шины выбирать с учетом экономически эффективной плотности тока сечения:
(7.2)
Проверка выбранного по экономически целесообразному сечению провода производится из условия нагрева:
(7.3)
Шины проверяются по условиям термической стойкости. Минимальное сечение шин при условии термической стойкости:
(7.4)
Так же требуется произвести проверку шин на электродинамическую стойкость. Сила, действующая на шину определяется по формуле:
(7.5)
Максимальный изгибающий момент:
(7.6)
Момент сопротивления шины рассчитаем по формуле:
(7.7)
Расчётное значение напряжения в материале шин:
(7.8)
Расчетное значения напряжения в материале шин не должно превышать максимально допустимое:
(7.9)
Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин:
(7.10)
Необходимо чтобы частота свободных колебаний шины превышала 200 Гц.
Расчет, выбор и проверка шин представлена в таблице 7.1
Таблица 7.1
| Шины | Iрасч/2 | jэк | Sэк | Шины | I доп | I max | Проверка | g |
| ГТЭС | 522,9436 | 1,1 | 475,4032 | А 80x6 | 1045,887 | 1150>1046=>Iдоп>Imax | 315,3301 | |
| ПС1 | 30,46227 | 1,1 | 27,69297 | А 15x3 | 60,92453 | 165>61=>Iдоп>Imax | 8,395093 | |
| НПС | 144,0766 | 1,1 | 130,9787 | А 30x4 | 288,1532 | 365>289=>Iдоп>Imax | 128,5188 | |
| ПС 10/35 | 89,59247 | 1,1 | 81,4477 | АС 70/11 | 179,1849 | 265>180=>Iдоп>Imax | 39,30638 | |
| КНС 35 | 21,17499 | 1,1 | 19,25 | АС 16/2,7 | 42,34999 | 111>43=>Iдоп>Imax | 14,29384 | |
| ДНС 35 | 50,4605 | 1,1 | 45,87318 | АС 35/6,2 | 100,921 | 175>101=>Iдоп>Imax | 20,77073 | |
| ПС2 | 47,05011 | 1,1 | 42,77282 | А 15x3 | 94,10021 | 165>95=>Iдоп>Imax | 8,291324 | |
| ПС3 | 46,16308 | 1,1 | 41,96644 | А 15x3 | 92,32616 | 165>93=>Iдоп>Imax | 7,558105 | |
| БУ 35 | 17,95698 | 1,1 | 16,32452 | АС 16/2,7 | 35,91395 | 111>36=>Iдоп>Imax | 15,52183 | |
| КНС 10 | 73,60832 | 1,1 | 66,91665 | А 15x3 | 147,2166 | 165>148=>Iдоп>Imax | 23,88857 | |
| ДНС 10 | 175,4103 | 1,1 | 159,4639 | А 30x4 | 350,8206 | 365>351=>Iдоп>Imax | 45,26433 | |
| БУ 10 | 62,42187 | 1,1 | 56,74716 | А 15x3 | 124,8437 | 165>125=>Iдоп>Imax | 30,59646 |
Продолжение таблицы 7.1
| Шины | Fрасч | M | W | σрасч | σдоп | Проверка | j |
| ГТЭС | 3442,880197 | 344,288 | 0,0000064 | 5,3795003 | 82>5,4=>σдоп>σmax | 0,000000256 | |
| ПС1 | 12,20146369 | 1,220146 | 1,125E-07 | 1,0845746 | 82>1,1=>σдоп>σmax | 8,4375E-10 | |
| НПС | 2859,527579 | 285,9528 | 0,0000006 | 4,7658793 | 82>4,8=>σдоп>σmax | 0,000000009 | |
| ПС 10/35 | |||||||
| КНС 35 | |||||||
| ДНС 35 | |||||||
| ПС2 | 11,90169242 | 1,190169 | 1,125E-07 | 1,0579282 | 82>1,2=>σдоп>σmax | 8,4375E-10 | |
| ПС3 | 9,889783851 | 0,988978 | 1,125E-07 | 8,790919 | 82>8,8=>σдоп>σmax | 8,4375E-10 | |
| БУ 35 | |||||||
| КНС 10 | 98,79644654 | 9,879645 | 1,125E-07 | 8,7819064 | 82>8,8=>σдоп>σmax | 8,4375E-10 | |
| ДНС 10 | 177,3548624 | 17,73549 | 0,0000006 | 2,9559144 | 82>2,9=>σдоп>σmax | 0,000000009 | |
| БУ 10 | 81,03510732 | 8,103511 | 1,125E-07 | 7,2031207 | 82>7,2=>σдоп>σmax | 8,4375E-10 |
Продолжение таблицы 7.1
| Шины | m | f | Проверка fрасч>200 |
| ГТЭС | 1,295 | 216,6932 | 216>200=>fрасч>200 |
| ПС1 | 0,122 | 220,6687 | 220>200=>fрасч>200 |
| НПС | 0,324 | 220,3571 | 220>200=>fрасч>200 |
| ПС 10/35 | |||
| КНС 35 | |||
| ДНС 35 | |||
| ПС2 | 0,122 | 220,6687 | 220>200=>fрасч>200 |
| ПС3 | 0,122 | 220,6687 | 220>200=>fрасч>200 |
| БУ 35 | |||
| КНС 10 | 0,122 | 220,6687 | 220>200=>fрасч>200 |
| ДНС 10 | 0,324 | 220,3571 | 220>200=>fрасч>200 |
| БУ 10 | 0,122 | 220,6687 | 220>200=>fрасч>200 |
7.2. Выбор изоляторов
Выбор опорных изоляторов производится по назначению, номинальному напряжению и допустимой механической нагрузке. Расчетное усилие на изоляторах при максимальном ударном токе короткого замыкания определим по формулам:
(7.11)
Проходные изоляторы дополнительно выбирают по номинальному току.
(7.12)
Результаты выбора изоляторов представлены в таблице 7.2
Таблица 7.2
| Шины | Fрасч | Fразр | Fдоп | Проверка | Тип изолятора | Пр изоляторы |
| ГТЭС | 1721,44 | 2250>1721=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/1600-7,5 УХЛ | ||
| ПС1 | 6,100732 | 2250>6,1=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| НПС | 1429,764 | 2250>1429,7=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| ПС2 | 5,950846 | 2250>5,9=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| ПС3 | 4,944892 | 2250>4,9=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| КНС 10 | 49,39822 | 2250>49=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| ДНС 10 | 88,67743 | 2250>88,6=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | ||
| БУ 10 | 40,51755 | 2250>40,5=>Fдоп>Fрасч | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ |
Продолжение таблицы 7.2
| Шины | Тип изолятора | Пр изоляторы | I max | Проверка |
| ГТЭС | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/1600-7,5 УХЛ | 1045,887148 | 1600>1045=>Iдоп>Imax |
| ПС1 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 60,92453031 | 630>61=>Iдоп>Imax |
| НПС | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 288,1531912 | 630>288=>Iдоп>Imax |
| ПС2 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 94,1002146 | 630>94=>Iдоп>Imax |
| ПС3 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 92,32616417 | 630>92=>Iдоп>Imax |
| КНС 10 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 147,2166305 | 630>147=>Iдоп>Imax |
| ДНС 10 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 350,8206008 | 630>350=>Iдоп>Imax |
| БУ 10 | ИО-10-3,75 I УЗ | ИП-10/630-7,5 УХЛ | 124,8437417 | 630>124=>Iдоп>Imax |
7.3 Выбор высоковольтных выключателей
Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению, месту установки, проверяются по параметрам отключения и проверяют на электродинамическую и термическую устойчивость. Условия выбора:
(7.13)
(7.14)
(7.15)
Электродинамическая стойкость выключателя определяется по величине ударного тока КЗ сети в месте его установки
(7.16)
(7.17)
На термическую стойкость высоковольтные выключатели проверяют по условию:
(7.18)
Под приведённым временем понимают время tпр. В течении которого установившийся ток КЗ I∞ выделяет тоже количество теплоты, что и изменяющийся во времени ток КЗ за действительное время t. Приведённое время складывается из времени действия периодической и апериодической составляющих тока КЗ.
Выбор и проверка высоковольтных выключателей представлены в таблице 7.3
Таблица 7.3
| Iрасч | Iкз (3) | ВВ выкл | Iном | Iном откл | Iоткл>Iкз | |
| ПС 10/35 | 1045,887 | 20,51343 | ВВ/TEL-10-25/1600 | 25>20,5=>Iоткл>Iкз | ||
| ПС1 10 | 60,92453 | 1,22119 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>1,2=>Iоткл>Iкз | |
| НПС 10 | 288,1532 | 18,69496 | BB/TEL -10-20/1000 | 20>18,6=>Iоткл>Iкз | ||
| ПС 10/35 | 179,1849 | 2,858847 | ВР35 | 20>2,8=>Iоткл>Iкз | ||
| КНС 35 | 42,34999 | 1,470252 | ВР35 | 20>1,5=>Iоткл>Iкз | ||
| ДНС 35 | 100,921 | 1,744412 | ВР35 | 20>1,7=>Iоткл>Iкз | ||
| ПС2 10 | 94,10021 | 1,206096 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>1,2=>Iоткл>Iкз | |
| ПС3 10 | 92,32616 | 1,099438 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>1,1=>Iоткл>Iкз | |
| БУ 35 | 35,91395 | 1,303587 | ВР35 | 20>1,3=>Iоткл>Iкз | ||
| КНС 10 | 147,2166 | 3,474946 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>3,5=>Iоткл>Iкз | |
| ДНС 10 | 350,8206 | 4,655849 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>4,7=>Iоткл>Iкз | |
| БУ 10 | 124,8437 | 3,147125 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 12,5 | 12,5>3,1=>Iоткл>Iкз |
Продолжение таблицы 7.3
| ВВ выкл | iскв | I(уд) | iскв>iуд | |
| ПС 10/35 | ВВ/TEL-10-25/1600 | 52,1 | 64>52,1=>iскв>iуд | |
| ПС1 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 3,1 | 32>3,1=>iскв>iуд | |
| НПС 10 | BB/TEL -10-20/1000 | 47,4 | 51>47,4=>iскв>iуд | |
| ПС 10/35 | ВР35 | 7,3 | 50>7,31=>iскв>iуд | |
| КНС 35 | ВР35 | 3,7 | 50>3,7=>iскв>iуд | |
| ДНС 35 | ВР35 | 4,4 | 50>4,4=>iскв>iуд | |
| ПС2 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 3,1 | 32>3,1=>iскв>iуд | |
| ПС3 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 2,8 | 32>2,8=>iскв>iуд | |
| БУ 35 | ВР35 | 3,3 | 50>3,3=>iскв>iуд | |
| КНС 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 8,8 | 32>8,8=>iскв>iуд | |
| ДНС 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 11,8 | 32>11,8=>iскв>iуд | |
| БУ 10 | BB/TEL -10-12,5/1000 | 8,0 | 32>8=>iскв>iуд |
Продолжение таблицы 7.3
| Iкз²∙tпр≤Iтерм²∙tтерм.ст, (кА)²∙с | |||
| ПС 10/35 | 841,6017 | < | |
| ПС1 10 | 0,596522 | < | 468,75 |
| НПС 10 | 139,8006 | < | |
| ПС 10/35 | 9,807605 | < | |
| КНС 35 | 1,729312 | < | |
| ДНС 35 | 2,434378 | < | |
| ПС2 10 | 0,581867 | < | 468,75 |
| ПС3 10 | 0,483506 | < | 468,75 |
| БУ 35 | 1,359471 | < | |
| КНС 10 | 4,830099 | < | 468,75 |
| ДНС 10 | 8,670773 | < | 468,75 |
| БУ 10 | 3,961758 | < | 468,75 |
7.4. Выбор разъединителей и заземлителей
Разъединители играют важную роль в схемах электроустановок, от надежности их работы зависит надежность работы электроустановки, по этому к ним предъявляются следующие требования: 1) Создание видимого разрыва в воздухе, электрическая прочность которого соответствует максимальному импульсному напряжению; 2) Электродинамическая и термическая стойкость при протикании токов КЗ; 3) Исключение самопроизвольных отключений; 4) Четкое включение и отключение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер).
Заземлители предназначены для преднамеренного соединения отключенных токоведущих частей систем электроснабжения с землей (заземления). Выбор заземлителей производится по номинальному напряжению сети , проверка осуществляется на электродинамическую и термическую стойкость:
(7.19)
(7.20)
Выбор разъеденителей и заземлителей представлен в таблице 7.4
Таблица 7.4
| Iрасч | Iкз (3) | iуд | Разъеденитель | i терм.ст. | tтерм.ст. | iпр.скв. | |
| ПС 10/35 | 179,18 | 2,86 | 7,26 | РНД (3) 35/1000 | |||
| КНС 35 | 42,35 | 1,47 | 3,73 | РНД (3) 35/1000 | |||
| ДНС 35 | 100,92 | 1,74 | 4,43 | РНД (3) 35/1000 | |||
| БУ 35 | 35,91 | 1,30 | 3,31 | РНД (3) 35/1000 |
Продолжение таблицы 7.4
| Kt *Iном>КОРЕНЬ(tпр)*I∞ терм. ст. разъеденителей | ||
| > | 13,07680634 | |
| > | 1,729311581 | |
| > | 3,651566393 | |
| > | 2,039206843 |
Продолжение таблицы 7.4
| КОРЕНЬ(2)*kдин*Iном>iуд Эл. Дин.ст. заземлителей | ||
| 35355,339 | > | 7,26 |
| 35355,339 | > | 3,73 |
| 35355,339 | > | 4,43 |
| 35355,339 | > | 3,31 |
Продолжение таблицы 7.4
| Kt *Iном>КОРЕНЬ(tпр)*I∞ терм. ст. заземлителей | ||
| > | 3,62 | |
| > | 1,32 | |
| > | 1,91 | |
| > | 1,43 |
7.5. Выбор трансформаторов тока
Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению, месту установки, проверяются по параметрам отключения и проверяют на электродинамическую (7.19) и термическую устойчивость (7.20). Выбор трансформатора тока производится по номинальному напряжению и номинальному рабочему току, проверка на электродинамическую и термическую стойкость, предсталены в таблице 7.5
Таблица 7.5
| Iрасч | Iкз (3) | iуд | ТТ | Iтерм.ст. | Iэ.д. сто | |
| ГТЭС | 1045,887 | 20,51343 | 52,06309 | ТОЛ-10 1500/5 | ||
| ПС1 | 60,92453 | 1,22119 | 65,10581 | ТОЛ-10 75/5 | 18,8 | |
| НПС | 288,1532 | 18,69496 | 47,4478 | ТОЛ-10 300/5 | 31,5 | 78,8 |
| ПС 10/35 | 179,1849 | 2,858847 | 7,255753 | ТОЛ-35 200/5 | ||
| КНС 35 | 42,34999 | 1,470252 | 3,731498 | ТОЛ-35 50/5 | 12,5 | |
| ДНС 35 | 100,921 | 1,744412 | 4,427317 | ТОЛ-35 150/5 | 37,5 | |
| ПС2 | 94,10021 | 1,206096 | 3,061071 | ТОЛ-10 100/5 | ||
| ПС3 | 92,32616 | 1,099438 | 2,790374 | ТОЛ-10 100/5 | ||
| БУ 35 | 35,91395 | 1,303587 | 3,308504 | ТОЛ-35 50/5 | 12,5 | |
| КНС 10 | 147,2166 | 3,474946 | 8,819412 | ТОЛ-10 150/5 | 37,5 | |
| ДНС 10 | 350,8206 | 4,655849 | 11,81655 | ТОЛ-10 400/5 | ||
| БУ 10 | 124,8437 | 3,147125 | 7,987403 | ТОЛ-10 150/5 | 37,5 |
Продолжение таблицы 7.5
| КОРЕНЬ(2)*kдин*Iном>iуд Эл. Дин.ст.ТТ | |||
| ГТЭС | 14142,14 | > | 52,06308859 |
| ПС1 | 1994,041 | > | 65,10581445 |
| НПС | 33432,01 | > | 47,4478041 |
| ПС 10/35 | 14142,14 | > | 7,255752707 |
| КНС 35 | 883,8835 | > | 3,73149831 |
| ДНС 35 | 7954,951 | > | 4,42731676 |
| ПС2 | 3535,534 | > | 3,061070517 |
| ПС3 | 3535,534 | > | 2,790373721 |
| БУ 35 | 1767,767 | > | 3,308503776 |
| КНС 10 | 5303,301 | > | 8,819412087 |
| ДНС 10 | 14142,14 | > | 11,81654527 |
| БУ 10 | 5303,301 | > | 7,987402669 |
Продолжение таблицы 7.5
| Kt *Iном>КОРЕНЬ(tпр)*I∞ терм. ст. ТТ | |||
| ГТЭС | 841,6017 | > | |
| ПС1 | 0,596522 | > | |
| НПС | 139,8006 | > | 2976,75 |