Пример проверки выключателей по отключающей способности

 

 
 

Выбрать и проверить по отключающей способности с учетом параметров восстанавливающегося напряжения выключатели в схеме рис 6-1.

Рисунок 6-1.

Генераторы (4 штуки):

ТВВ-200; Sн=235,3 МВА; Uн=15,75 кВ; хd= 0,1805

С=0,685.

Трансформаторы Т:

ТДЦ-250000/220; Uнн=15,75 кВ; uk=11%.

Трансформатор Т1 (резервный трансформатор собственных нужд):

ТРДН-32000/220; Uнн=6,3 кВ; uk=11,5%.

Линии электропередач:

6 воздушных ЛЭП 220 кВ по 100 км каждая; худ(1)=0,4 Ом/км; худ(0)=2·худ(1)=0,8 Ом/км.

Система:

S=10000 МВА; хс(1)=4,84 Ом; хс(0)=хс(1)=9,68 Ом; х(1), х(0) – сопротивления в расчетных схемах прямой и обратной последовательности.

Выключатель Q1. Выбирается по условиям длительной работы и проверяется по условиям отключения трехфазного короткого замыкания на выводах со стороны генератора (точка К-1 на рис.6-1). Iп,о=65,5 кА.

Претенденты : МГУ-20-90/9500 ценой 4,84 тыс. руб. [6];

ВВГ-20-160/12500 ценой 30,5 тыс. руб.

Соотношения Iп,о/Iн,отк=65,5/90=0,73 » 1,0 для МГУ; 65,5/160=0,41 » 0,6 для ВВГ и сведения из ГОСТ 687-78 (табл.10-1 [3], например) позволяют построить график гарантированного восстановления прочности дугогасящего промежутка первогасящей фазы или хотя бы оценить допустимую величину средней скорости восстановления напряжения. Для МГУ Uдоп=0,5 кВ/мкс и Uс=30 кВ, для ВВГ соответственно 1,25 кВ/мкс и 32 кВ.

Схема замещения для расчета восстанавливающегося напряжения представлена на рисунке 6-2. Индуктивность в ней обусловлена всей системой и определяется по выражению

 

Рисунок 6-2.

Гн.

Емкость С складывается из емкостей [3]:

-силового трансформатора

СТ= ·0,5·10-9 Ф = ·0,5·10-9=3,2·10-9;

-измерительных трансформаторов тока и напряжения

СТТТН=0,5·10-9 Ф;

-силового выключателя и разъединителя

СВР=0,1·10-9 Ф;

-шинного моста ( токопровода ТЭКНЕ-20-10000-300) длиной 50 м

СШ »3,2·10-9 Ф.

С=7,6·10-9 Ф.

Сопротивление r в основном определяется шунтирующими дугогасительный промежуток резисторами и другими подобными элементами. Выключатель типа МГУ не имеет шунтирующих сопротивлений, поэтому для него r → ¥ и восстанавливающее напряжение

Uв » Em·[1-cos(w0·t)];

Em= ·Iп,о·w··L= ·65,5·314·4,4·10-4=12,9 кВ;

рад/с;

Гц.

Наибольшее значение восстанавливающего напряжения

Uвmaxа·Em=2·12,9=25,8 кВ.

Средняя скорость восстановления напряжения на участке первого его пика

Uср=2·f0·Uвmax=2·8,7·104·25,8=4,5 кВ/мкс > Uдоп=0,5 кВ/мкс.

Выключатель МГУ-20-90/9500 не проходит по отключающей способности.

Выключатель ВВГ-20 имеет сопротивления, шунтирующие его дугогасительные контакты.

Rш=5,0 Ом; принимается r=Rш. Показатель затухания переходного процесса при этом

Поэтому восстанавливающееся напряжение экспоненциально

Uв»Em·(1-e-r·t/L)

и имеет скорость изменения

,

наибольшее значение этой скорости

Umax= кВ/мкс.

Здесь даже Umax<Uдоп=0,5 кВ/мкс и выключатель ВВГ-20-160/12500 проходит по отключающей способности.

Выключатели ГУ-220 кВ выбираются одинаковыми. В длительном режиме наибольшую нагрузку несут выключатели блоков (Iраб » 650 А), наибольший ток к.з. отключают выключатели пассивных присоединений (например, выключатель Q4 при к.з. в точке К-2). С точки зрения восстановления напряжения интерес представляют:

- отключение выключателем Q4 к.з. в точке К-2 (к.з. на выводах самого нагруженного выключателя);

- отключение выключателем Q2 к.з. в точке К-1 (к.з. за силовым трансформатором);

- отключение выключателем Q3 к.з. в точке К-3 (неудаленное к.з.).

 
 

Сеть 220 кВ имеет большие токи замыкания на землю. Условия отключения однофазного к.з. здесь могут быть столь же тяжелыми, что и трехфазного и потому следует рассчитывать токи к.з. и параметры восстанавливающегося напряжения в обоих случаях. На рисунке 6-3 представлены свернутые к точке К-2 схемы замещения всей системы для токов прямого (а) и нулевого (б) следования фаз. Величины сопротивлений определены при Sб=1000 МВА (Uб=230 кВ; Iб=2,5 кА).

Рисунок 6-3.

Ток трехфазного к.з.

кА,

ток однофазного к.з.

кА.

Для расчета параметров восстанавливающегося напряжения необходимо знать величины:

- волновых сопротивлений ЛЭП:

прямой последовательности z1=955·xуд(1)=955·0,4=382 Ом,

нулевой последовательности z0=955·худ(0)=955·0,8=764 Ом;

- индуктивности обобщенного блока (nб – число блоков):

прямой последовательности

Гн,

нулевой последовательности

Гн;

- емкости оборудования, подключенного к шинам РУ (nл – число ЛЭП),

С » nб·СТ+(nб+nл)·(СВТТ+2·СР)+СШ+2·СТН=

=[4·3,2+(4+6)·(0,1+0,5+2·0,1)+0,11+2·0,5]·10-9=2,3·10-8 Ф.

Наибольшие значения тока в длительном режиме (650 А), тока к.з. (20,4 кА) и сравнительная оценка стоимости выключателей 220 кВ позволяют наметить для установки в этом РУ выключатель типа ВВБ-220-31,5/2000. Для него Iп,о/Iн,отк=20,4/31,5=0,65 » 1,0. Нормированные ГОСТ 687-78 параметры гарантированного восстановления прочности здесь определяются тремя точками, имеющими координаты 1) 0;0 2) t1;U1 3) t2;U2.

Причем, U1пг· ·Uраб,max / ; U2а·U1,

где Кпг – коэффициент первогасящей фазы;

Ка – коэффициент превышения максимального переходного восстанавливающегося напряжения над амплитудой возвращающегося напряжения.

В рассматриваемом примере (см., например, табл.10-2 [3])

t1=222 мкс; U1=1,3· ·252=268 кВ;

t2=3·222=666 мкс ; U2=1,4·268=375 кВ,

Uдоп=U1/t1=268/222=1,2 кВ/мкс.

Итак, отключение к.з. на выводах наиболее нагруженного выключателя (выключатель Q4, точка к.з. К-2, рисунок 6-1).

а) трехфазное к.з. Схема замещения для расчета процесса восстановления напряжения представлена на рисунке 6-2.

Ее параметры:

Ом;

Гн;

С=2,3·10-8 Ф; d=2·76,4· =0,13 < 1,

поэтому процесс восстановления напряжения – экспоненциальный, при

Em= ·20,4·314·3,2·10-2=290 кВ; Uв » 290·(1- ).

Начальная скорость восстановления напряжения

Umax=76,4·290·10-6/3,2·10-2=0,69 кВ/мкс < Uдоп=1,2 кВ/мкс.

Выключатель ВВБ-220-31,5/2000 справляется с отключением тока трехфазного к.з. на его выводах.

б) однофазное к.з. Схема замещения для расчета процесса восстановления напряжения представлена на рисунке 6-4.

Она имеет следующие параметры:

;

L=2/3·L1=2/3·5,09·10-2=3,4·10-2 Гн; С=3/2·С1=3/2·2,3·10-8=3,4·10-8 Ф;

Ом; L¢=L0/3=1,86·10-2/3=6,2·10-3 Гн;

 
 

С¢=С0=3·2,3·10-8=6,9·10-8 Ф.

Рисунок 6-4.

Показатели затухания переходного процесса в обеих половинках схемы рисунок 6-4 (d и d¢) меньше единицы. Следовательно, в обеих половинках идет экспоненциальный процесс восстановления напряжения. Между дугогасительными контактами выключателя процесс восстановления напряжения идет по закону:

Uв= ·Iп,о·w·[L·(1-e-rt/L)+L¢·(1-e-r¢t/L)].

Наибольшая скорость его изменения

Umax= ·Iп,о·w·(r+r¢)=2·20,2·314·(42,4+21,2)·10-6=0,57 кВ/мкс.

Условия отключения однофазного к.з. в этом случае оказались чуть более легкими, чем трехфазного.

Отключение к.з. за силовым трансформатором (выключатель Q2, точка к.з. К-1 на рисунке6-1). Трехфазное к.з. имеет Iп,о=4,5 кА. Для выбранного выключателя Iп,о/Iн,отк=4,5/31,5=0,14 < 0,3. Параметры гарантированного восстановления прочности по ГОСТ 687-78:

t1=0,2·t1,100=0,2·222=44,4 мкс; U1=268 кВ; t2=t1=3·44,4=133 мкс.

Uc=1,5·268=402 кВ; Uдоп=268/44,4=6,0 кВ/мкс.

Схема замещения для расчета восстанавливающегося напряжения имеет вид, представленный на рисунке 6-4. Ее параметры:

Гн;

Гн;

r=76,4 Ом; L= Гн; С=2,3·10-8 Ф; → ¥; С¢=СТ=3,2·10-9 Ф; L¢=LТ= Гн.

Восстанавливающее на Q2 напряжение

Uв=Uш+UТ ,

где Uш – напряжение на контакте со стороны сборных шин,

UТ– напряжение на контакте со стороны трансформатора.

Показатель затухания со стороны сборных шин d=0,11 < 1.






Дата добавления: 2018-05-10; просмотров: 1243; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.025 сек.