Выбор аппаратов по условиям КЗ 2

1.

Выбор электрических аппаратов и
электрооборудования в высоковольтных
сетях по условиям токов короткого замыкания

2.

Общие положения
Электрооборудование выбирается по параметрам
продолжительных режимов и проверяется по параметрам
кратковременных режимов, определяющим из которых является
режим короткого замыкания.
Условия нормального режима электроустановки учитывают:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
схему электроустановки;
условия окружающей среды;
способ прокладки проводников (на воздухе, в земле, в воде);
исполнение электрооборудования (открытое, закрытое,
защищенное);
систему охлаждения (естественная или принудительная);
параметры режима (напряжение, ток, частота);
значения расчетных перегрузок по различным параметрам
режима.
2

3. Выбор аппаратов и проводников по рабочему режиму

Рабочий режим делится на нормальный и утяжеленный. Под нормальным
режимом установки понимают режим, предусмотренный планом эксплуатации.
В нормальном режиме все элементы электроустановки функционируют без
вынужденных отключений и без перегрузок.
Утяжеленным режимом называется режим при вынужденном отключении части
присоединений вследствие их повреждения или в связи с профилактическим
ремонтом. При этом рабочие токи других присоединений увеличиваются.
Аппараты и проводники по условию длительного нагрева должны выбираться
утяжеленному режиму.
Утяжеленный режим у генераторов, синхронных компенсаторов и
электродвигателей практически отсутствует, так как допустимая
продолжительная перегрузка по току не превышает 5%. То же относится и к
включенному последовательно с генератором электрооборудованию.
3

4.

На подстанциях с двумя трансформаторами номинальная мощность S ном каждого
трансформатора выбирается из условия
S ном,т = 0,7⋅P max
Расчётный рабочий ток нормального режима присоединений трансформатора
I раб,норм со стороны высшего и низшего напряжений принимается равным
I раб,норм = 2/3⋅I ном,т
При отключении одного трансформатора второй принимает на себя нагрузку
подстанции и в течение 5 суток по 6 часов в сутки может быть нагружен до 1,4
Рном. Расчетный ток утяжеленного режима
I раб,утяж = 1,4⋅I ном,т
Для одиночной, радиальной линии
I раб,норм = I раб,утяж
Для двух параллельно работающих линий I раб,утяж = 2⋅I раб,норм
Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией напряжением 10 кВ и ниже на
время ликвидации аварии допускается перегрузка кабеля до 1,3⋅I доп .
Полиэтиленовые кабели перегрузки не допускают.
4

5.

Для сборных шин станций и подстанций, аппаратов и шин в цепях
шиносоединительных и секционных выключателей ток утяжеленного
режима определяется с учетом токораспределения по шинам при
наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме.
Условия выбора по длительному
нагреву:
для аппаратов
I раб,утяж ≤ I ном
для шин и кабелей
I раб,утяж ≤ I доп
где I раб,утяж − ток цепи в рабочем
утяжеленном режиме;
I ном − номинальный ток аппарата;
I доп − длительно допустимый ток
проводника.
Для всех аппаратов в нормальном режиме работы приложенное
напряжение не должно превышать соответствующее номинальное
напряжение оборудования поскольку нет запаса в тепловой инерции и нет
охлаждения.
5

6.

Проверка оборудования по режиму КЗ
• По режиму КЗ электрооборудование проверяется на
электродинамическую и термическую стойкость, а
коммутационные аппараты - также на коммутационную
способность.
• Расчет токов КЗ для проверки параметров
электрооборудования допускается производить приближенно с
принятием ряда допущений, при этом погрешность расчетов
токов КЗ не должна превышать 5—10 %.
6

7.

Проверка электрооборудования по режиму
короткого замыкания
Расчетные параметры режима КЗ сопоставляются с нормированными
параметрами электрооборудования.
К расчетным условиям КЗ относятся вид, место и фаза напряжения при КЗ.
Расчетные условия КЗ определяются для каждого элемента
электроустановки. Для однотипных по параметрам и схеме включения
элементов электроустановки допускается использовать аналогичные
расчетные условия.
В соответствии с ПУЭ допускается не проверять по режиму КЗ проводники и
электрические аппараты, защищенные плавкими предохранителями, а
также проводники и аппараты в цепях маломощных, неответственных
потребителей, имеющих резервирование в электрической или
технологической части.
7

8.

Элемент схемы
Генератор
расчетная формула
Трансформатор
Воздушная линия
Комплексная
нагрузка
прим
U=220 кВ
S=100 МВт
Xd”=97 Ом
U=220 кВ
S=100 МВт
Xт=48 Ом
Хл=Худ*L