10.Выбор и проверка высоковольтного выключателя.

Высоковольтные выключатели служат для защиты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания. Высоковольтные выключатели бывают: элегазовые, воздушные, вакуумные и масляные.

Высоковольтные выключатели выбирается по напряжению, току, категории размещения, конструктивному выполнению и коммутационной способности.

Выключатели высокого напряжения проверяются:

а) на отключающую способность.

I_н.откл≥ I_р.откл ; (89)

S_н.откл≥ S_р.откл, (90)

I_н.откли I_р.откл - номинальное и расчетное значения токов отключения, кА;

S_н.откли S_р.откл– номинальная и расчетная полные мощности отключения, МВА.

I_р.откл= I_∞⁽³⁾; (91)

S_р.откл= √3* I_р.откл* U_н.у; (92)

S_н.откл= √3* I_н.откл* U_н.в , (93)

I_∞⁽³⁾– трехфазный ток короткого замыкания в момент отключения выключателя, действующее значение в установившемся режиме, кА;

б) на динамическую стойкость.

Должно быть выполнено условие:

i_ск≥ i_у, (94)

i_ск – амплитуда предельного сквозного ударного тока короткого замыкания выключателя, кА

i_у – амплитуда ударного тока электроустановки, кА

i_у = К_у* √2* I_к⁽³⁾; (95)

в) на термическую стойкость

Должно быть выполнено условие:

I_тс ≥ I_р.тс ; (96)

I_р.тс = I_р.откл * √t_пр/ t_тс = I_р.откл * √t_д/ t_тс, (97)

I_тси I_р.тс– токи термической стойкости, каталожный и расчетный, кА;

t_пр– приведенное время децствия КЗ, если отключение произойдет в зоне переходного процесса, с. Приближенно t_пр≈ t_д ; t_д - время действия КЗ фактическое, с,

t_д = t_рз + t_ов , (98)

t_рз– время срабатывания релейной защиты, с;

t_ов– собственное время отключения выключателя, с.

Отключение произойдет через 50 периодов, что соответствует зоне давно установившегося короткого замыкания (через 8…10 периодов).

Каталожными данными являются: U_н.в, I_н.в, i_ск, I_тс, I_н.откл, t_ов.

Производим расчет для выбора высоковольтного выключателя напряжения

U_н.у= 10 кВ

I_н.у= 318 А

R_с= 10 Ом

Х_с= 1,2 Ом

t_д= 1 с.

Выключатель высокого напряжения типа ВММ-10-400-10-У1 Маломаслянный;

U_н.в= 10 кВ

I_н.в= 400 А

I_н.откл = 10 кВ

I_тс = 10 кА

i_ск= 25 кА

t_тс= 4 с

t_ов = 0,1 с.

Определяется расчетные данные и заносятся в таблицу 8 – «Ведомость».

Ток короткого замыкания на высоком напряжении:

I_к⁽³⁾=U_н.у / √3*Z_к; (99)

I_к⁽³⁾= 10 / 1,73* 10,07 = 17,4 кА; (99)

Z_к=√R_с²+ Х_с²; (100)

Z_к=√ 10²+1,2²= 10,07 Ом; (100)

i_у = К_у* √2* I_к⁽³⁾(101)

i_у = 1*1,41*17,4 = 24,5 кА; (101)

К_у= 1; I_∞⁽³⁾= 17, 4 кА.

На отключающая способность:

I_р.откл= I_∞⁽³⁾= 17,4 кА;

S_р.откл= 1,73*17,4*10 = 5,9 мВ*А; (92)

S_н.откл= 1,73*10* 10 = 173 мВ*А. (93)

На термической стойкость:

I_р.тс = 17,4*√ ¼ = 8,7 кА. (97)

Таблица 8 – Ведомость выключателей высокого напряжения

Параметры	Условное обозначение	Условие выбора	Данные выключателя			Дополнительные сведения
			Расчет.	Катал.
ВЫБОР Номинальное напряжение	Uн, кв	Uн.в ≥Uн.у	10	10	ВММ-10-400-10-У1
Номинальный ток	Iн, А	Iн.в ≥ Iн.у	318	400
ПРОВЕРКА Ток отключения	Iн.откл, кА	Iн.откл ≥ Iр.откл	17,4	10	Отключающая способность
Мощность отключения	Sн.откл, мВА	Sн.откл ≥ Sр.откл	5,9	173
Амплитуда предельного сквозного тока	iск, кА	iск ≥ iу	24,5	25	Динамическая стойкость
Предельный ток термической стойкости	Iтс, кА	Iтс ≥ Iр.тс	8,7	10	Термическая стойкость