Выбор высоковольтных выключателей

 

Выключатели выбирают по номинальному напряжению , длительному номинальному току , отключающей способности; их проверяют на термическую и динамическую стойкость.

Для выбора выключателей должны быть известны следующие исходные и расчетные данные: - напряжение электроустановки, кВ; - рабочий ток форсированного режима электроустановки, А; , , , - параметры тока короткого замыкания, подлежащего отключению выключателем, кА (табл.3.2); - тепловой импульс, . Все данные заносят в табл. 4.1.

В распределительных устройствах напряжением 330 кВ и выше рекомендуется устанавливать воздушные или элегазовые выключатели. Если на станции кроме этих напряжений имеется и 220 кВ или 110 кВ, то здесь также применяют те же выключатели.

При высшем напряжении на станции 220 кВ или 110 кВ в РУ высокого напряжения устанавливали малообъемные масляные выключатели или многообъемные, когда установка малообъемных невозможна по токам короткого замыкания. В настоящее время они сняты с производства и рекомендуются элегазовые выключатели.

В сетях генераторного напряжения 6 – 20 кВ преимущественно применяются малообъемные масляные выключатели МГГ-10, МГ-10, МГУ-20, ВГМ-20, воздушные ВВОА-15, ВВГ-20, ВВЭ-35, а также элегазовые.

При выборе выключателей отходящих реактированных линий следует ориентироваться на выключатели с током отключения или , маломасляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, вакуумные.

Распределительные устройства системы собственных нужд 6 кВ станций выполняют комплектными из ячеек КРУ с выключателями ВК-10 или ВЭМ-6, а также с элегазовыми и вакуумными выключателями.

Технические характеристики различных выключателей приведены в табл.4.4. В каталогах и справочной литературе указываются следующие параметры выключателей: - номинальное напряжение, кВ; - длительный номинальный ток, А; - действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока, кА; - амплитудное значение предельного сквозного тока, кА (если известен только один из этих токов, то можно пользоваться соотношением ); - номинальный ток отключения (симметричный), кА; - номинальное содержание апериодической составляющей тока отключения, отн. ед. (при отсутствии принимается равным 0,2); и - предельный ток термической стойкости [А] и допустимое время его действия [с].

Выбор выключателей удобно производить по таблице, поэтому каталожные данные также заносят в табл.4.1.

Условия 1 и 2 (табл.4.1) обеспечивают выбор выключателей по напряжению установки и по длительному нагреву в форсированном режиме. Условия 3 и 4 позволяют проверить выключатель на электродинамическую стойкость, для обеспечения которой он должен иметь достаточную величину предельного сквозного тока (действующее значение) и (амплитудное значение). Отключающая способность выключателя характеризуется номинальным симметричным током отключения и амплитудным значением полного отключаемого тока короткого замыкания , т.е. учитываются периодическая (симметричная) и апериодическая (асимметричная) составляющие. Проверка выключателя на отключающую способность производится по условиям 5 и 6.

На термическую стойкость выключатель проверяется по тепловому импульсу в соответствии с условием 7.

 

Таблица 4.1

 

Расчетные величины	Каталожные данные выключателя (тип)	Номер условия	Условия выбора
	и

 

 

ВЫБОР РАЗЪЕДИНИТЕЛЕЙ

 

Разъединители выбирают по длительному номинальному току и номинальному напряжению, затем проверяют на термическую и электродинамическую стойкость (табл.4.2).

Таблица 4.2

 

Расчетные величины	Каталожные данные разъединителя (тип)	Номер условия	Условия выбора
	и

 

Расчетные величины для разъединителей те же, что и для выключателей. Технические данные разъединителей приведены в табл.4.5.

 

ВЫБОР РЕАКТОРОВ

 

Реакторы выбирают по номинальному напряжению , номинальному току и индуктивному сопротивлению , проверяют на термическую и электродинамическую стойкость (табл.4.3).

 

Таблица 4.3

 

Расчетные величины	Каталожные данные реактора (тип)	Номер условия	Условия выбора
	-
	-

 

Технические характеристики реакторов приведены в табл.4.6 и 4.7.

По месту включения в схеме различают линейные и секционные реакторы. В качестве линейного можно использовать простой (одинарный, групповой) или сдвоенный реактор. Номинальный ток линейного реактора должен быть больше тока форсированного режима линий, подключенных к реактору. Индуктивное сопротивление определяют из условия ограничения тока короткого в распределительной сети до заданного уровня. В большинстве случаев уровень ограничения тока короткого замыкания определятся по току отключения выключателя, устанавливаемого на отходящих линиях. В качестве выключателя отходящих реактированных линий обычно выбирают выключатели с током отключения или . С учетом этого индуктивное сопротивление реактора

 

, (52)

 

где - среднее напряжение ступени, на которой размещен реактор, кВ.

Выбирают реактор с ближайшим стандартным значением , рассчитывают действительную величину периодической составляющей тока короткого замыкания , протекающего через реактор, и проверяют реактор на термическую и электродинамическую стойкость. Короткое замыкание за реактором можно считать удаленным, поэтому составляющую считают неизменной во времени.

При протекании тока в нормальном режиме в реакторе наблюдается потеря напряжения:

 

. (53)

 

Индуктивное сопротивление линейного реактора должно быть таким, чтобы в форсированном режиме потеря напряжения на нем не превышала 4%.

Линейные реакторы поддерживают остаточное напряжение на шинах генераторного распределительного устройства при коротком замыкании за реактором:

 

. (54)

 

По условиям обеспечения самозапуска двигателей системы собственных нужд станции и работы потребителей величина остаточного напряжения должна быть не менее 70 % номинального.

При большом числе отходящих линий применяются групповые реакторы, что уменьшает число реакторов и удешевляет РУ. Однако в целях повышения надежности электроснабжения не следует присоединять к групповому реактору более четырех линий.

Рекомендуется устанавливать также сдвоенные реакторы. К среднему выводу сдвоенного реактора подключают источник питания, к крайним – линии потребителей. При коротком замыкании на линии сдвоенный реактор работает в одноцепном режиме, и выбор индуктивного сопротивления ветви выполняют аналогично приведенному выше. В рабочем режиме потеря напряжения в сдвоенном реакторе

 

, (55)

 

где - коэффициент связи обмоток реактора, принимаемый обычно 0,5.

Сдвоенный реактор позволяет принимать большее сопротивление , при этом потеря напряжения будет в допустимых пределах.

Секционные реакторы выбирают по режиму наибольшего перетока мощности между секциями, а их индуктивное сопротивление принимают .

 

Таблица 4.4

Высоковольтные выключатели

 

Тип выключателя	Стойкость	Время отключения , с/с	Время включения, с
кА	кА/с
Выключатели внутренней установки
Маломасляные
ВК (ВКЭ)-10-20/630, 1000, 1250, 1600		20/4	0,07/0,035	0,075
ВК (ВКЭ)-10-31,5/630, 1000, 1250, 1600		31,5/4	0,07/0,035	0,075
МГГ-10-45/3200, 4000, 5000, 5600		45/4	0,15/0,15	0,4
МГГ-10-63/4000, 5000, 5600		63/4	0,12/0,15	0,4
МГГ-10-90/9000		90/4	0,12/0,2	0,4
МГ-10-105/5000		105/4	0,12/0,2	0,4
МГУ-20-90/6300, 9500		90/4	0,15/0,2	0,8
ВГМ-20-90/11200		105/4	0,15/0,2	0,8
Воздушные
ВВОА-15-140/12500		140/3	0,14/0,15	0,2
ВВГ-20-160/12500, 20000		160/4	0,12/0,14	0,1
ВВ-35-20/1250, 1600		20/4	0,05/0,08	0,28
ВВ-20-115/12000		115/3	0,14/0,15	0,2
Электромагнитные
ВЭМ-6-20/1000		20/5	0,05/0,07	0,075
ВЭМ-10-20/1000, 1250		20/4	0,05/0,07	0,075
ВЭ-10-20/1250, 1600, 2500, 3600		20/4	0,06/0,075	0,075
ВЭ-10-31,5/2500, 3600		31,5/4	0,06/0,075	0,075
ВЭ-10-40/1600, 2500, 3150		40/3	0,06/0,08	0,08
Вакуумные
BB/TEL-10-20/630, 1000, 1600		20/3	0,03/0,05	0,1
ВВТЭ-10-20/630, 1000		20/3	0,03/0,05	0,1
ВВЭ-10-20/630, 1000		20/3	0,05/0,075	0,1
ВВЭ-10-31,5/630, 1000, 1600, 2000		31/3	0,05/0,075	0,1
ВБТЭ-10-20/630, 1000, 1600		20/3	0,03/0,05	0,1
ВБКЭ-10-20/630, 1000, 1600		20/3	0,03/0,05	0,1
ВБКЭ-10-31,5/630, 1000, 1600		31,5/3	0,03/0,05	0,1
ВБУ-10-20/1000		20/3	0,05/0,07	0,1
ВБУ-10-31,5/1000		31,5/3	0,05/0,07	0,1
ВВПЭ-10-31,5/630, 1000, 1600		31,5/3	0,05/0,07	0,1
ВБУЭ-35-25/1600		25/3	0,055/0,07	0,1

Продолжение таблицы 4.4

 

Тип выключателя	Стойкость	Время отключения , с/с	Время включения, с
кА	кА/с
ВВЛ-35-31,5/1600, 2500		31,5/3	0,03/0,05	0,1
ВБУ-110-31,5/1000		31,5/2	0,1/0,12	0,4
Элегазовые
HGI 2-17,5-50/6300		50/3	0,032/0,056	0,056
HGI 3-21-63/8000		63/3	0,025/0,048	0,048
HGI 3-15,8-100/9000		100/3	0,03/0,06	0,06
HGI 3-25,3-100/8600		100/3	0,03/0,06	0,06
HGI 5-15,8-120/9000		120/3	0,03/0,06	0,06
HGI 5-25,3-120/8600		120/3	0,03/0,06	0,06
*HECS-23-80/8500, 10500		80/3	0,03/0,06	0,06
*HECS-25,3-100/10500, 13000, 18000		100/3	0,03/0,06	0,06
*HECS-25,3-130/13000, 18000		120/3	0,03/0,06	0,06
*HEC 7-30-200/24000		200/3	0,03/0,056	0,056
*HEC 8-30-200/28000		200/3	0,03/0,056	0,056
ВЭК-35-31,5/2500, 3150		31,5/3	0,06/0,075	0,28
ВГТЗ-110-40/2500		40/3	0,035/0,055	0,062
ВГТЗ-220-40/2500		40/3	0,035/0,055	0,062
Выключатели нагрузки
ВНР-10-0,4/400		10/1	-	-
ВНП-10-0,4/400		10/1	-	-
ВНА-10-0,63/630		20/3	-	-
КАГ-24-30/30000		190/3	0,12/0,15	0,24
Выключатели наружной установки
Масляные
ВМУЭ-35-25/1000, 1250		25/4	0,06/0,075	0,3
МКП-35-25/1000		25/4	0,06/0,08	0,4
МКП-110-20/630, 1000		20/3	0,05/0,07	0,6
Воздушные
ВВУ-35-40/2000, 3150		40/3	0,06/0,07	0,15
ВВУ-110-40/2000		40/3	0,06/0,08	0,2
ВВБК-110-50/3150		56/3	0,05/0,06	0,1
ВВБМ-110-31,5/2000		35/3	0,05/0,07	0,2
ВВБ-220-31,5/2000		40/3	0,05/0,07	0,2
ВВД-220-40/2000		40/3	0,06/0,08	0,24
ВВБК-220-56/3150		56/3	0,03/0,04	0,082
ВВД-330-40/3150		40/2	0,06/0,08	0,24
ВВБ-500-35,5/2000		40/3	0,03/0,04	0,1
ВВБК-500-50/3200		50/2	0,03/0,04	0,1
Элегазовые
ВЭК-110-40/2000		40/2	0,04/0,06	0,09
ВГТ-110-40/2500		40/3	0,035/0,055	0,062

Продолжение таблицы 4.4

 

Тип выключателя	Стойкость	Время отключения , с/с	Время включения, с
кА	кА/с
ВЭК-220-40/2000		40/2	0,04/0,06	0,09
ВГТ-220-40/2500		40/3	0,035/0,055	0,062
HPL-220-50/4000		50/3	0,02/0,04	0,65
ВГК-220-31,5/3150		31,5/3	0,025/0,05	0,1
ВГУ-220-50/3150		50/2	0,025/0,05	0,1
ВГУ-330-40/3150		40/2	0,035/0,05	0,1
ВГГ-330-40/3150		40/2	0,025/0,05	0,1
ВГК-500-40/3150		40/3	0,025/0,05	0,1
ВГУ-500-40/3150		40/2	0,035/0,05	0,1
ВГУ-750-40/3150		40/2	0,035/0,05	0,1
ВГГ-750-40/3150		40/3	0,025/0,05	0,1
Элегазовые баковые с встроенными ТТ
ВГБЭ-35-12,5/630		12,5/3	0,04/0,065	0,1
ВГБ-35-12,5/1000		12,5/3	0,04/0,065	0,1
ВЭБ-110-40/2500		40/3	0,035/0,055	0,07
ВГБ-110-40/2000		40/3	0,035/0,055	0,1
ВГБУ-220-40/2000		40/3	0,035/0,055	0,1
ВГБ-330-40/3150		40/3	0,035/0,055	0,1
ВГБ-500-40/3150		40/3	0,035/0,055	0,1
ВГБ-750-50/4000		50/3	0,02/0,04	0,1
Вакуумные
ВВС-35-20/630, 1000		20/3	0,06/0,08	0,15
ВВК-110-20/1000		20/3	0,05/0,07	0,3
ВБПС-35-40/2000		40/3	0,025/0,04	0,15
ВБЭТ-35-25/630, 1600 с встроенными ТТ		25/3	0,06/0,08	0,15

* комплектные элегазовые РУ с генераторным выключателем, разъединителем, трансформаторами тока и напряжения, заземлителями, конденсаторами и ограничителями перенапряжений.

В обозначении выключателя: буквенно-цифровое обозначение типа (марки) выключателя; цифра после дефиса - напряжение, кВ; цифра после дефиса – ток отключения, кА; цифра под дробью – длительный номинальный ток, А.

Таблица 4.5