Vitasvet-led.ru

Витасвет Лед
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет выбора высоковольтного выключателя

Расчет переходных восстанавливающихся напряжений при выборе выключателей для электроустановок напряжением 110 кВ и выше

Аннотация

При отключении коротких замыканий между контактами выключателя возникает переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН), способное инициировать повторное загорание электрической дуги. Для современных выключателей, в том числе элегазовых и вакуумных, предельно допустимые значения скорости нарастания и пикового значения ПВН приведены в ГОСТ Р 52565—2006. Более ранние стандарты содержали требования только к воздушным и масляным выключателям. Пренебрежение учетом ПВН при выборе выключателей для современных электроустановок приводит к авариям с тяжелыми последствиями. Проведено расчетно-теоретическое сопоставление нормативных документов, распространяющихся на выключатели 110 кВ и выше, даны рекомендации по расчету параметров ПВН, на которые можно ориентироваться при проверке отключающей способности высоковольтных выключателей. Рассмотрены и сопоставлены методы расчета параметров ПВН с экспоненциальной, одночастотной и пилообразной формами кривой. Приведены примеры расчетов переходных процессов с разными формами кривой ПВН. Применительно к элегазовым и вакуумным выключателям отмечена необходимость расчета ПВН с пилообразной формой кривой. Для уточнения расчетных условий, при которых могут возникать максимальные скорости нарастания и пиковые значения ПВН, рекомендовано продолжить исследования. Следует определить критическую удаленность короткого замыкания со стороны линии, обусловленную комплексным действием на ПВН параметров линий и значений токов короткого замыкания.

Сведения об авторах

Учёная степень: кандидат технических наук

Место работы: кафедра Электрических станций НИУ МЭИ

Должность: зав. кафедрой

Место работы: кафедра Электрических станций НИУ «МЭИ»

Место работы: кафедра Электрических станций НИУ «МЭИ»

Место работы: кафедра Электрических станций НИУ «МЭИ»

Литература

1.Челазнов А.А. Статические основы эксплуатационной надежности выключателей в режиме отключения токов короткого замыкания: автореф. дис. докт. техн. наук. Новосибирск: НГТУ, 2000.

2.Акодис М.М., Корзун П.А. Определение восстанавливающихся напряжений на контактах выключателя. М.: Энергия, 1968.

3.Васильев А.А., Крючков И.П., Наяшкова Е.Ф., Околович М.Н. Электрическая часть станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 1990.

4.Denis D. Transient Recovery Voltages (TRVs) for High-Voltage Circuit Breakers Pt. 1. Chair CIGRE WG A3.28 & IEEE WG C37.011. San Antonio (USA), 2013.

5.Гусев Ю.П., Омокеева А.А. Исследование электромагнитных переходных процессов в цепях генераторного напряжения малых ГЭС // Наука и образование. 2012. No 12. С. 557—570.

6.ГОСТ Р 52565—2006. Выключатели переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.

7.ГОСТ 687—78. Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия.

8.Ruben D. Garzon. High Voltage Circuit Breakers. N.-Y.: Marcel Dekker, 2002.

9.IEEE Application Guide for Transient Recovery Voltage for AC High-Voltage Circuit Breakers. N.-Y. (USA), 2011.

10.Методические указания по ограничению высокочастотных коммутационных перенапряжений и защите от них электротехнического оборудования в распределительных устройствах 110 кВ и выше. М.: СПО ОРГРЭС, 1998.

11.Волков М.С., Гусев Ю.П. Оценка влияния характеристик токоограничивающего реактора на переходные восстанавливающиеся напряжения на контактах выключателя при отключении токов короткого замыкания // Наука и образование. 2013. No 7. С. 329—334.

Для цитирования: Гусев Ю.П., Насыр уулу К., Рахимов Дж.Б., Скурихина К.А. Расчет переходных восстанавливающихся напряжений при выборе выключателей для электроустановок напряжением 110 кВ и выше // Вестник МЭИ. 2017. № 3. С. 28—32. DOI: 10.24160/1993-6982-2017-3-28-32.
#
1.Chelaznov A.A. Staticheskie Osnovy Ekspluatatsionnoy Nadezhnosti Vyklyuchateley v Rezhime Otklyucheniya Tokov Korotkogo Zamykaniya: Avtoref. Dis. Dokt. Tekhn. Nauk. Novosibirsk: NGTU, 2000. (in Russian).

2.Akodis M.M., Korzun P.A. Opredelenie Vosstanavlivayushchikhsya Napryazheniy na kontaktakh vyklyuchatelya. M.: Energiya, 1968. (in Russian).

3.Vasil’ev A.A., Kryuchkov I.P., Nayashkova E.F., Okolovich M.N. Elektricheskaya Chast’ Stantsiy i Podstantsiy. M.: Energoatomizdat, 1990. (in Russian).

4.Denis D. Transient Recovery Voltages (TRVs) for High-Voltage Circuit Breakers Pt. 1. Chair CIGREWG A3.28 & IEEE WG C37.011. San Antonio (USA), 2013.

5.Gusev Yu.P., Omokeeva A.A. Issledovanie Elektromagnitnykh Perekhodnykh Protsessov v Tsepyakh Generatornogo Napryazheniya Malykh GES. Nauka i Obrazovanie. 2012;12:57—570. (in Russian).

6.GOST R 52565—2006. Vyklyuchateli Peremennogo Toka na Napryazhenie ot 3 do 750 kV. Obshchie Tekhnicheskie Usloviya. (in Russian).

7.GOST 687—78. Vyklyuchateli Peremennogo Toka na Napryazhenie Svyshe 1000 V. Obshchie Tekhnicheskie Usloviya. (in Russian).

8.Ruben D. Garzon. High Voltage Circuit Breakers. N.-Y.: Marcel Dekker, 2002.

Читать еще:  Проходные выключатели общий контакте

9.IEEE Application Guide for Transient Recovery Voltage for AC High-Voltage Circuit Breakers. N.-Y. (USA), 2011.

10.Metodicheskie Ukazaniya po Ogranicheniyu Vysokochastotnykh Kommutatsionnykh Perenapryazheniy i Zashchite ot Nikh Elektrotekhnicheskogo Oborudovaniya v Raspredelitel’nykh Ustroystvakh 110 kV i Vyshe. M.: Spo Orgres, 1998. (in Russian).

Электрооборудование подстанций промышленных предприятий — Выбор оборудования

Содержание материала

  • Электрооборудование подстанций промышленных предприятий
  • Назначение подстанций
  • Виды электростанций
  • Конструкция вакуумной высоковольтной техники
  • Высоковольтные выключатели
  • Приводы выключателей
  • Защита электроустановок
  • Заземляющие устройства
  • Схемы и обозначение оборудования
  • Трансформаторы
  • Выбор оборудования

Технические праметры, характеризующие высоковольтный выключатель
1) номинальное напряжение;
2) номинальный ток;
3) номинальный ток отключения;
4) допустимое (нормированное) относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения для момента расхождения контактов;
5) номинальный ток включения — это ток который выключатель способен включить без приваривания контактов;
6) ток термической стойкости при заданной длительности протекания этого тока (3-4 с);
7) токи электродинамической стойкости, которые могут быть действующем значением или наибольшим (пиковым) значением;
8) собственное время отключения выключателя — это интервал времени от момента подачи команды на отключение до момента начала расхождения контактов;
9) полное время отключения tоткл — это интервал времени от подачи команды до момента погасания дуги.
Выбор выключателя заключается в обосновании типа выключателя и подборе выключателя с заданными техническими параметрами

Порядок выбора высоковольтного выключателя:
1) выбор начинается с номинального напряжения сети:

2) выбор по длительному току по условию


— максимальный ток нормального режима;
— максимальный ток длительного режима.
Перечисленные 2 тока учитывают аварийные и послеаварийные режимы работы сети. Например, если сеть имеет две параллельные взаиморезервирующие друг друга линии, то максимальный длительный ток в послеаварийном режиме при отключении одной из линий будет равняться двойному расчетному току

3) выбор по симметричному току отключения по условию
,
где -действующее значение периодической составляющей тока КЗ к моменту расхождения контактов;
-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от системы;
-действующее значение периодической составляющей тока КЗ от двигателей;
4) определяется нормированное (номинальное) значение апериодической составляющей в токе отключения. Для успешного отключения асимметричного тока КЗ (апериодической составляющей) должно выполняться следующее условие:
,
где — апериодическая составляющая тока КЗ в момент расхождения контактов;
5) проверка по включающей способности производится по условиям
,
где — ударный ток КЗ;
— начальное значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя;
— номинальный ток включения.
6) проверка на электродинамическую стойкость по сквозным токам КЗ

7) проверка на термическую стойкость производится по тепловому импульсу тока КЗ:

Вк — расчетный тепловой импульс
Расчеты выбора выключателя должны быть занесены в сравнительную таблицу.

Выбор разъединителей

Учитывают место его установки (ЗРУ или ОРУ), предусматривают заземляющие ножи. Выбор производится по напряжению сети, длительному току, электродинамической и термической стойкости. Выбор по отключающей способности не производится, так как разъединители не предусмотрены для отключения токов КЗ.

Методика выбора нелинейных ограничителей перенапряжений

В ОПН используются варисторы на основе оксидно-цинковых материалов. В отличие от вентильных разрядников, имеющих набор последовательно соединенных искровых промежутков и полупроводникового резистора, выполняющего функцию варистора. ОПН не содержит искровых промежутков, а содержит только варистор, представляющий собой поликристаллическую комбинацию оксида цинка с небольшим добавлением оксидов других металлов. Под воздействием импульсных перенапряжений кристаллы ZnO выстраиваются в цепочки, и сопротивление ОПН резко снижается, и он пропускает номинальный разрядный ток, ограничивая перенапряжение на защищаемом оборудовании (ОПН включается параллельно защищаемому оборудованию). Сочетание хорошей проводимости кристаллов ZnO с большим сопротивлением межкристаллических участков определяет высокую нелинейность ВАХ варистора, что обеспечивает практически мгновенный переход ОПН в проводящее состояние и позволяет исключить искровые промежутки.
Для выбора типа ОПН необходимо знать амплитуду ожидаемых импульсов разрядного тока, допустимое внутреннее перенапряжение изоляции электрооборудования и сопротивление заземляющего устройства. ОПН целесообразно подключать на вводах сборных шин, отходящих присоединений и непосредственно у электроприёмника. Схема соединения — с выведенным на землю нулем. ОПН является основным средством защиты электрооборудования станции и сетей от коммутационных и грозовых перенапряжений. Колонка резисторов ОПН опрессовывается в оболочку из атмосферостойкого полимера, который обеспечивает требуемые механические и изоляционные свойства ограничителя. Некоторые ОПН дополнительно покрываются оболочкой из силиконовой резины, что благоприятно сказывается при высоком уровне атмосферных загрязнений.
При выборе ОПН решают следующие задачи:
1) необходимо ограничить коммутационные и грозовые перенапряжения до значений, при которых обеспечивается надежная работа изоляции электроустановки;
2) кратность ограничения перенапряжения имеет значение 1,75 для коммутационных перенапряжений и 2-2,5 для атмосферных перенапряжений.
3) ОПН должен быть взрывобезопасен при протекании токов КЗ в результате внутренних перенапряжений;
4) ОПН должен соответствовать механическим и климатическим условиям эксплуатации.
В сетях 6-35 кВ, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией ёмкостного тока замыкания на землю и допускающих неограниченно длительного протекания однофазного тока КЗ на землю должно выполняться следующее условие выбора ОПН по напряжению:
,
где — наибольшее допустимое рабочее напряжение ОПН;
— наибольшее рабочее напряжение защищаемого оборудования.
Выбор ОПН по номинальному разрядному току производится в случае установки его для защиты от грозовых перенапряжений.
В большинстве случаев номинальный разрядный ток принимают равным 5 кА. Разрядный ток — 10 кА принимают в следующих случаях:
1) в районах с интенсивной грозовой активностью (более 50 грозовых часов в год);
2) схема громозащиты двигателя и генератора, присоединенных к воздушной линии;
3) в районах с высокой степенью промышленных загрязнений;
4) схемы грозозащиты, к которой предъявляются повышенные требования надежности.
Ток срабатывания взрывопредохранительного устройства для сброса давления должен быть не менее чем на 10% больше значения двухфазного или трехфазного наибольшего из них тока КЗ в месте сутановки ограничителя

Читать еще:  Выключатели автоматические материал корпуса

Выбор и проверка высоковольтного оборудования для карьеров

2.8.1 Условия выбора и проверки высоковольтных выключателей

Выбор высоковольтного оборудования производится в соответствии со схемой электроснабжения данного участка горного предприятия.

Производится выбор электрических аппаратов, устанавливаемых на подстанции системы, на вводе ГПП, в цепи первичной обмотки силовых трансформаторов и на отходящих к отдельным цехам линиях электропередачи.

Выключатели, разъединители, короткозамыкатели и отделители выбираются по типу, форме исполнения, по номинальному напряжению и номинальному току.

Выключатели проверяются по допустимому ударному току, току термической стойкости и току отключения.

Проверка производится по условиям:

По напряжению по условию:

По длительному току по условию:

По отключающей способности по условию:

,

где – номинальный ток отключения выключателя, кА.

По динамической устойчивости по условию:

где – ток электродинамической устойчивости, кА.

По термической устойчивости по условию:

,

где – время термической устойчивости, с;

– приведённое время теплового импульса, с.

Выбор высоковольтных выключателей

От РУ-6 кВ на борткольцевую линию ВЛ выбирается вакуумный выключатель типа … по условиям

Результаты расчёта сведены в таблице

Таблица … — Результаты выбора и проверки автоматических выключателей

и место установки

По напряжениюПо длительному токуПо отключающей способностиПо динамической устойчивостиПо термической устойчивости

3 Расчёт, выбор и проверка трансформаторов тока

Условия выбора и проверки трансформаторов тока по условию :

По допустимому току:

,

где – ток первичной обмотки трансформатора тока, A.

По динамической устойчивости:

,

где – коэффициент динамической устойчивости.

По термической стойкости:

,

где — коэффициент термической устойчивости.

Результаты расчёта сведены в таблице ….

Таблица … — Результаты выбора и проверки трансформаторов тока

и место установки

По напряжениюПо длительному токуПодинамической устойчивостиПотермической устойчивости

4Выбор трансформаторов напряжения

Выбирается трансформатор напряжения … по условиям:

Определяется мощность подключаемых приборов по формуле :

По допустимой нагрузке вторичной обмотки:

Результаты расчёта мощности подключаемых приборов сведены в таблице …

Таблица — Результаты расчёта мощности подключаемых приборов

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Выключатель — высокое напряжение

Выключатели высокого напряжения предназначены для коммутации цепей переменного тока с напряжением 3 кВ и выше во всех режимах, возможных в эксплуатации: включение и отключение номинальных токов, токов КЗ, токов холостого хода силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий. Наиболее тяжелым режимом работы выключателя является отключение и включение токов КЗ. [1]

Выключатели высокого напряжения должны отключать установки и при коротких замыканиях, поэтому в соответствии с условиями данной сети для выбора выключателя необходим специальный расчет токов короткого замыкания. На основании этого расчета к выключателю высокого напряжения предъявляются требования электродинамической ( по отношению к электродинамическим силам) и термической стойкости к току короткого замыкания. По всем этим причинам в современных электротехнических установках выключатель высокого напряжения является довольно сложным и ответственным аппаратом, требующим периодического осмотра и регулировки. Широко применяются масляные и воздушные выключатели высокого напряжения. [2]

Читать еще:  Масляный выключатель с ключом

Выключатели высокого напряжения должны отключать установки и в случаях коротких замыканий, поэтому в соответствии с условиями данной сети для выбора выключателя необходим специальный расчет токов короткого замыкания. На основании этого расчета к выключателю высокого напряжения предъявляются требования динамической ( по отношению к электродинамическим силам) и термической устойчивости к току короткого замыкания. [4]

Выключатели высокого напряжения предназначены для отключения и включения цепей в нормальных и аварийных режимах. [5]

Выключатели высокого напряжения должны длительно выдерживать номинальный ток / ном и номинальное напряжение 1 / ном. [6]

Выключатель высокого напряжения представляет собой аппарат, предназначенный для включения и отключения электрических цепей вхолостую, под нагрузкой и при коротких замыканиях. [7]

Выключатели высокого напряжения служат для включения и отключения линии электропередачи или отдельных высоковольтных потребителей дежурным персоналом, а также для автоматического отключения при коротких замыканиях и других аварийных режимах. При размыкании контактов высоковольтных выключателей вследствие высокого напряжения и большой мощности между ними возникает электрическая дуга большой разрушительной силы, особенно при отключении линии при коротком замыкании. [8]

Выключатели высокого напряжения в большинстве случаев снабжаются встроенными пружинами, которые сжимаются ( или растягиваются) во время включения и сдерживаются в напряженном состоянии специальным запирающим механизмом при включенном положении выключателя. При необходимости отключения в таких выключателях запирающий механизм освобождает пружины, которые перемещают подвижные контакты, размыкающие цепь. Управление выключателем — включение, удержание во включенном положении, освобождение подвижной части от действия запирающих устройств для отключения — осуществляет привод, представляющий собой отдельный аппарат, соединяемый с валом выключателя. Лишь в воздушных выключателях пневматический привод конструктивно объединяется с выключателем и его контактной системой. [9]

Выключатели высокого напряжения , в которых гашение дуги осуществляется посредством дутья на дугу сжатого воздуха, называются воздушными. [10]

Выключатели высокого напряжения предназначены для осуществления оперативной и аварийной коммутации в энергосистемах, для выполнения операций включения и отключения отдельных цепей при ручном или автоматическом управлении. Во включенном состоянии выключатели должны беспрепятственно пропускать токи нагрузки. Характер режима работы этих аппаратов несколько необычен: нормальным для них считается как включенное положение, когда они обтекаются током цепи, так и отключенное, при котором они обеспечивают необходимую электрическую изоляцию между разомкнутыми участками цепи. Коммутация цепи, осуществляемая при переключении выключателя из одного положения в другое, производится нерегулярно, время от времени, а выполнение им специфических требований по включению на имеющееся в цепи короткое замыкание либо по его отключению вообще чрезвычайно редко. Выключатели должны надежно выполнять свои функции, находясь в любом из указанных состояний, и одновременно быть всегда готовыми к мгновенному эффективному выполнению любых коммутационных операций, часто после длительного пребывания в неподвижном состоянии. [11]

Выключатели высокого напряжения предназначены для включения и отключения электрических цепей высокого напряжения под нагрузкой, а также для отключения коротких замыканий. [12]

Выключатель высокого напряжения трехполюсный. [13]

Выключатели высокого напряжения подразделяются на: 1) масляные выключатели; 2) выключатели со сжатым воздухом; 3) газогенерирующие выключатели; 4) выключатели с магнитным гашением дуги. [14]

Выключатели высокого напряжения в большинстве случаев снабжаются встроенными пружинами, которые сжимаются ( или растягиваются) во время включения и сдерживаются в напряженном состоянии при включенном положении выключателя специальным запирающим механизмом. При необходимости отключения в таких выключателях запирающий механизм освобождает пружины, которые перемещают подвижные контакты, размыкающие цепь. Управление выключателем — включение, удерживание во включенном положении, освобождение подвижной части от действия запирающих устройств для отключения — осуществляет привод, представляющий собой отдельный аппарат, соединяемый с валом выключателя. Лишь в воздушных выключателях, пневматический привод конструктивно объединяется с выключателем и его контактной системой. Наибольшее усилие привода требуется при включении выключателя. [15]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector