8.5. Примеры расчетов по проверке электрооборудования на термическую стойкость при коротких замыканиях

8.5.1.Требуется проверить на термическую стойкость при КЗ выключатель типа ВМПЭ-10-630-20УЗ, установленный на подстанции в цепи кабельной линии, и выбрать минимальное сечение соответствующего кабеля, отвечающего условию термической стойкости при КЗ, если известно, что при КЗ на шинах 10 кВ подстанцииI_пс=I_пt= 17 кА,Т_а.эк= 0,045 с и расчетная продолжительность КЗ составляет t_откл=0,6 с. Для выключателя типа ВМПЭ-10-630-20УЗ дано:I_{тер.норм}= 20 кА;t_{тер.норм}= 8 с.

Поскольку t_откл3Т_а.эк, то для определения интеграла Джоуля можно использовать формулу (8.6):

А²с.

При t_отклt_{тер.норм}допустимое для выключателя значение интеграла Джоуля следует определять по формуле (8.28):

A²c.

Соотношение (8.29) выполняется, поэтому термическая стойкость выключателя обеспечивается.

В соответствии с табл. 8.3 для кабелей с алюминиевыми жилами С_т= 90 Ас^1/2/мм², поэтому минимальное сечение жилы кабеля, отвечающее условию термической стойкости при КЗ, в соответствии с формулой (8.21) составляет

мм².

Таким образом, необходим кабель сечением 185 мм².

8.5.2.Требуется проверить на термическую стойкость при КЗ выключатель типа ВМТ-110Б-20/1000У1, у которогоI_{тер.норм}= 20 кА иt_{тер.норм}= 3 с, установленный в распределительном устройстве 110 кВ КЭС. На КЭС установлено 3 блока с генераторами типа ТВФ-110-2ЕУ3, которые имеют следующие параметры:Р_ном=110 МВт;cos_ном= 0,8; U_ном =10,5 кВ;;;Т⁽³⁾= 0,41 с; до КЗ генераторы работали с номинальной нагрузкой, поэтому. Параметры трансформатора блока: S_ном= 125 МВА;u_к= 10,5 %;Р_к= 400 кВт;n= 115/10,5 кВ. Ток КЗ от системыI_п.с= 7 кА;Т_а.эк= 0,045 с. Расчетная продолжительность КЗ составляетt_откл=0,2 с.

Расчеты проведены с использованием системы относительных единиц при следующих базисных условиях: S_б=110/0,8 = 137,5 МВА; базисные напряжения на сторонах высшего и низшего напряжений трансформаторов U_бВ= 115 кВ иU_бН= 10,5 кВ; базисный ток на стороне высшего напряжениякА. При этих условиях индуктивное и активное сопротивления каждого трансформатора соответственно равны:

;

.

Активное сопротивление обмотки статора генератора

.

При указанных условиях

;

I_п0г= 33,650,69 = 7,56 кА;

с.

По кривым на рис. 8.2при= 3,65 и t_откл= 0,2 с=0,75, а по кривым на рис.8.3 =0,87.

Поскольку 3Т_а.г>t_откл> 3Т_а.эк, то для определения интеграла Джоуля можно использовать выражение (8.15):

При t_откл <t_{тер.норм}допустимое для выключателя значение интеграла ДжоуляВ_{тер.доп}= 20000²0,2 = 8010⁶А²с.

Соотношение (8.29) выполняется, поэтому выключатель обладает термической стойкостью.

9. Проверка электрических аппаратов на коммутационную способность

9.1. Общие положения

9.1.1.Коммутационные аппараты должны быть способны включать и отключать соответствующие цепи в продолжительных и в кратковременных аварийных режимах, в том числе в режиме КЗ. Они могут также использоваться для работы в циклах АПВ, ОАПВ, АВР. Специфическими режимами являются режим включения на КЗ, режим несинхронного включения в условиях противофазы и режим включения при рассогласовании фаз. Во включенном положении коммутационные аппараты должны быть способны пропускать сквозной ток КЗ.

9.1.2.Плавкие предохранители должны быть способны отключать соответствующие цепи при коротких замыканиях и недопустимых перегрузках.