3.9 Выбор высоковольтных выключателей

Выключатели выше 1000 В, предназначенные для включения и отключения электрических цепей высокого напряжения под нагрузкой, а также для отключения их при коротких замыканиях должны обладать достаточной отключающей способностью, возможно меньшим временем действия, высокой надежностью в работе. Они должны быть взрыво- и пожаробезопасны, просты по конструкции и удобны в эксплуатации, размеры, вес и стоимость их должны быть минимальными.

Высоковольтные выключатели выбирают по номинальному напряжению U_н, номинальному току I_н, конструктивному исполнению, месту установки, току отключения I_откл и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость.

Условия выбора:

, (3.28)

, (3.29)

, (3.30)

Электродинамическая стойкость выключателя определяется по величине ударного тока КЗ сети в месте его установки:

; (3.31)

, (3.32)

где i_пр.скв. , I_пр.скв. – соответственно амплитудное и действующее значения предельного сквозного тока КЗ по каталогу;

I_п0 – начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в цепи выключателя.

На термическую стойкость высоковольтные выключатели проверяют по условию:

, (3.33)

где В_к – тепловой импульс тока при удаленном КЗ;

I_т – ток термической стойкости выключателя в течение времени t, которое указывается в каталоге.

Тепловой импульс тока при удаленном КЗ можно найти по упрощенной формуле:

, (3.34)

где t_откл – время от начала КЗ до его отключения;

Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, обычно Т_а находится в пределах (0,005 – 0,2) с.

Время от начала тока КЗ до его отключения можно определить по формуле:

_, (3.35)

где t_р.з. – время срабатывания релейной защиты, для токовой отсечки примерно 0,1 с;

t_в – собственное время отключения выключателя.

Найдем тепловые импульсы тока

для 35 кВ:

для 6 кВ:

Выберем вакуумные выключатели серии BB/TEL на стороне 6 кВ. Выбор выключателей представлен в таблице 3.5 и в таблице 3.6.

Таблица 3.5 – Выбор вакуумных выключателей 35 кВ

Тип выключателя	Место установки	Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
BР-35НТ	В цепях трансформатора	Uн ³ Uуст	Uуст= 35 кВ	Uн= 35 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=164,95 А	Iн=1600 А
		Iоткл > Iп0	Iп0=6,378кА	Iоткл = 25 кА
		iдин > iу	iу = 12,75кА	iдин = 64 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 5,49 кА	Iт2tт=1875 кА

Таблица 3.6 – Выбор вакуумных выключателей 6 кВ

Тип выключателя	Место установки	Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
BB/TEL-10- 12,5/1000 У2	Вводной выключатель	Uн ³ Uуст	Uуст= 6 кВ	Uн= 6 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=733,6 А	Iн=1000 А
		Iоткл > Iп0	Iп0=2,585кА	Iоткл =12,5 кА
		iдин > iу	iу = 6,297кА	iдин = 32 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 0,9 кА	Iт2tт=468,75 кА
BB/TEL-10- 12,5/630 У2	Отходящие линии	Uн ³ Uуст	Uуст= 6 кВ	Uн= 6 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=282,9 А	Iн=630 А
		Iоткл > Iп0	Iп0=2,585кА	Iоткл = 12,5 кА
		iдин > iу	iу = 6,297кА	iдин = 32 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 0,9 кА	Iт2tт=468,75 кА
BB/TEL-10- 12,5/630 У2	Отходящие линии	Uн ³ Uуст	Uуст= 6 кВ	Uн= 6 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=180,9 А	Iн=630 А
		Iоткл > Iп0	Iп0= 2,585кА	Iоткл = 12,5 кА
		iдин > iу	iу =6,297 кА	iдин = 32 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 0,9 кА	Iт2tт=468,75 кА
BB/TEL-10- 12,5/630 У2	Отходящие Линии	Uн ³ Uуст	Uуст= 6 кВ	Uн= 6 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=269,8 А	Iн=630 А
		Iоткл > Iп0	Iп0 = 2,585кА	Iоткл = 12,5 кА
		iдин > iу	iу = 6,297 кА	iдин = 32 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 0,9 кА	Iт2tт=468,75 кА
BB/TEL-10- 12,5/630 У2	Секционный выключатель	Uн ³ Uуст	Uуст= 6 кВ	Uн= 6 кВ
		Iн > Iраб.	Iраб=367,2 А	Iн=630 А
		Iоткл > Iп0	Iп0 = 2,585кА	Iоткл = 12,5 кА
		iдин > iу	iу = 6,297 кА	iдин = 32 кА
		Iт2tт > Вк	Вк= 0,9 кА	Iт2tт=468,75 кА

Выкатной элемент типа ВЭ/ТEL, с установленным на нем вакуумным выключателем, предназначен для коммутации высоковольтных цепей трехфазного переменного тока в номинальном режиме работы устройства, а также для отключения этих цепей при коротких замыканиях и перегрузках, возникающих при аварийных режимах.

Принцип действия вакуумного выключателя основан на гашении электрической дуги, возникающей при размыкании контактов в глубоком вакууме (остаточное давление 10 в минус 6-ой степени мм. рт. ст.). Управление вакуумным выключателем осуществляется встроенным электромагнитным приводом с магнитной защелкой, размещенных в общем корпусе основания. Якоря электромагнитов механически связаны общим валом, на котором установлен постоянный магнит, управляющий при повороте вала герметизированными контактами для внешних вспомогательных цепей.

Выкатные элементы серии ВЭ/TEL с вакуумным выключателем типа ВВ/TEL предназначены для работы в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) внутренней и наружной установки номинальным напряжением до 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 Гц для системы с изолированной нейтралью.

Климатическое исполнение и категория размещения У2 по ГОСТ 15150.

Выкатной элемент предназначен для работы в следующих номинальных условиях:

• высота над уровнем моря до 1000 м;

• верхнее и нижнее рабочее и эффективное значения температуры воздуха, окружающего КРУ с выкатным элементом, равно +55C -50C.

• относительная влажность окружающего воздуха: среднемесячное значение 80 % при +20С, верхнее значение 100 % при +25С;

• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая газов и паров, вредных для изоляции, не насыщенная токопроводящей пылью в концентрациях, снижающих параметры выключателя по ГОСТ 15150.

Достоинства вакуумных выключателей: простота конструкции, высокая степень надежности, высокая коммутационная износостойкость, малые размеры, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие загрязнения окружающей среды, малые эксплуатационные расходы.

Недостатки вакуумных выключателей: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения, возможность коммутационных перенапряжений.