Материал: ССН расписанные вопросы Байназарова
где Таэ – эквивалентная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ от удалённых источников;
Таэ = 0,1 с для сети 6 кВ;
Таэ = 0,02 с для сети 0,4 кВ.
Расчёт периодической составляющей тока кз в начальный момент времени.
Сначала рассчитываем систему:
Между ЭДС системы и точкой КЗ суммируем все сопротивления => Хэкв
Рассчитываем ток КЗ от системы в относительных единицах: Iпсо[о.е.] = Ес / Хэкв
Рассчитываем ток КЗ от системы в именованных единицах (килоамперах): Iпсо[кА] = Iпсо[о.е.] ∙ Iбаз.
Теперь рассчитываем двигатели:
Рассчитываем ток КЗ от двигателей в относительных единицах: Iпдо[о.е.] = Ед / Хд
Рассчитываем ток КЗ от двигателей в именованных единицах (килоамперах): Iпдо[кА] = Iпдо[о.е.] ∙ Iбаз
Теперь рассчитываем суммарный ток КЗ:
Iпо = Iпсо + Iпдо
Это действующее значение периодической составляющей 3-фазного КЗ в начальный момент времени.
Расчёт периодической составляющей тока кз в момент времени t.
В принципе, я бы здесь ещё написал, что это за ток такой, но он где-то раньше был написан (14 вопрос)
Периодический ток КЗ от системы не затухает: Iпсt = Iпсо
Периодический ток от двигателей затухает по экспоненте:
Iпдt = Iпдо∙exp( – t / Тпэд );
t = tоткл.min = tрз.min + tо.с;
Тпэд = 0,07...0,1 с;
Рассчитываем суммарный периодический ток КЗ:
Iпt = Iпсо + Iпдt
Это действующее значение периодической составляющей 3-фазного КЗ в момент времени, соответствующий началу размыкания контактов выключателя.
Вычисление теплового импульса для проверки электрооборудования на тс.
В = Вп + Ва, где Вп , Ва – тепловые импульсы от действия периодической и апериодической составляющей тока КЗ.
где Tасх – постоянная времени изменения апериодического тока для всей схемы:
За счёт этих импульсов потом считается максимальная температура, достигнутая за счёт этого импульса. И происходит проверка на термическую стойкость и невозгораемость. Там для каждого материала свои температуры.
Основные характеристики выключателей сн на напряжение 6,3 (10,5) кВ.
Номинальные параметры
1) Номинальное напряжение Uном, кВ 6,3 кВ; 10,5 кВ
2) Номинальный ток Iном, А 630, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3150 А
3) Номинальный ток отключения Iо.ном, кА 12,5; 20; 25; 31,5; 40; 50 кА (для вакуумных меньше, для элегазовых больше)
Нормированные параметры
4) ток электродинамической стойкости (предельный
сквозной ток) iд, кА
5) ток термической стойкости Iт, кA
время короткого замыкания tк.з., с (1, 2, 3)
6) содержание апериодической составляющей в
отключаемом токе βн, %
7) ток включения:
- действующее значение периодической
составляющей Ів.н, кА
- амплитудное значение ів.н, кА
Прочие параметры
8) собственное время отключения tсв, с
0,035…0,05 с
(у вакуумных меньше, у элегазовых больше)
9) полное время отключения tов, с
0,055…0,08 с
(у вакуумных меньше, у элегазовых больше)
10) ресурс по механической стойкости Nm, циклов
10 000…100 000 циклов
(у элегазовых меньше, у вакуумных больше)
11) ресурс по коммутационной стойкости Nк, циклов
Коммутационный ресурс - допускаемое число коммутаций без осмотра и ремонта дугогасительного устройства
Выбор выключателей на напряжение 6,3 (10,5) кВ в цепях собственных нужд.
РТСН
1. Выбор вводного выключателя (вв)
1) По напряжению: Uн ≥ Uэу
2) По рабочему току: Iн ≥ Iр.утж, где
Iр.утж =
- для расщеплённого ТСНIр.утж =
- для нерасщеплённого ТСНUср = 6,3 кВ
3) По отключающей способности
Iоткл.н ≥ Iпt; βн ≥ β
или (если проверка выше неуспешна):
Iоткл.н (1 + βн/100) ≥
Iпt
+ iat
где
t = tрз.min + tсв – начало размыкания контактов;
Iпt = Iп0с (периодический ток от системы не затухает);
iаt = iаtс (апериодический ток от системы затухает)
4) По включающей способности
Iвкл.н ≥ Iп0
iвкл.н ≥ iуд
где
Iп0 = Iп0с
iуд = iудс
5) По электродинамической стойкости
Iдин ≥ Iп0
iдин ≥ iуд
где
Iп0 = Iп0с
iуд = iудс
6) По термической стойкости
I2тtт ≥ Bтерм
где тепловой импульс рассчитывается для времени:
t = tрз.max + tов – время до полного гашения дуги.
2. Выбор выключателя присоединения (вп)
1) По напряжению: Uн ≥ Uэу
2) По рабочему току: Iн ≥ Iр.утж, где
Iр.утж
=
Uдв.н = 6 кВ
3) По отключающей способности
Iоткл.н ≥ Iпt; βн ≥ β
или (если проверка выше неуспешна):
Iоткл.н (1 + βн/100) ≥ Iпt + iat
где
t = tрз.min + tсв – начало размыкания контактов;
Iпt = Iп0с + Iпtд (периодический ток от системы не затухает);
iаt = iаtс + iаtд
4) По включающей способности
Iвкл.н ≥ Iп0
iвкл.н ≥ iуд
где
Iп0 = Iп0с + Iп0д
iуд = iудс + iудд
5) По электродинамической стойкости
Iдин ≥ Iп0
iдин ≥ iуд
где
Iп0 = Iп0с + Iп0д
iуд = iудс + iудд
6) По термической стойкости
I2тtт ≥ Bтерм
где тепловой импульс рассчитывается для времени:
t = tрз.max + tов – время до полного гашения дуги.
Перечислите технические трудности, связанные с применением вакуумных выключателей.
ПО ЛЕКЦИИ ЛЯЗЗАТ
Недостатки:
наибольшее Uном = 35 кВ (есть отдельные образцы 110 кВ)
низкая отключающая способность
на контактах образуются наплывы острой формы после отключения
коммутационные перенапряжения (в случае дешёвых контактов)
возможность потери вакуума и приваривания контактов
сложность контроля вакуума
ПО ЛЕКЦИИ ЛАПИДУСА
1) Вакуум тяжело контролировать. Чтобы понять, для сравнения. 20 атм для воздушных выключателей это норма, а 19 атм это плохо (при АПВ нормально не работают), а при 16 атм их надо заблокировать, они не способны загасить дугу. То есть здесь нам надо сравнить 20 атм и 19 атм, монометр справится с этим легко. А в вакуумном надо сравнить 10-3 и 10-4 Па. И это уже дорогостоящий прецизионный монометр, и то не факт, что он существует. Никто в итоге не контролирует вакуум, это плохо. И если что-то плохо, то мы об этом узнаем только когда что-то взорвётся, хоть это и большая редкость.
2) В вакууме происходят холодные и горячие сварки. Там нет оксидов металлов и эти контакты привариваются. Делают специальный металл (металлокерамика = CuCr) меди 70%, хрома 30%.
3) Эти выключатели не применить на высоких напряжениях. 1) Потолок электрической прочности, то есть на первом сантиметре накапливается хорошее пробивное напряжение, а на последующих оно стабилизируется и надо тянуть контакты далеко друг от друга чтобы накопить приличное напряжение. И прорывная технология позволяет включить их на 110 кВ. 2) Рентгеновское излучение. При коммутации в вакууме образуются рентгеновские лучи. При испытаниях их закрывают стальными листами, а человек стоит на расстоянии 3-5 метров. Иначе будет доза эквивалентная 5 флюжкам. И это свойство более яркое при высоком напряжении.
Если б не было выключателей, то контакты надо было бы разводить метра на 2.
Укажите основные преимущества вакуумных выключателей по сравнению с другими видами выключателей.
ПО ЛЕКЦИИ ЛЯЗЗАТ
Достоинства:
простота конструкции
высокая скорость коммутаций
малые размеры (30 кВ/мм)
маломощный привод
большой ресурс коммутации номинальных токов
большой ресурс коммутации токов КЗ
пожаробезопасность
малые эксплуатационные расходы
ПО ЛЕКЦИИ ЛАПИДУСА
Если у вас напряжение 6-35 кВ и токи КЗ ниже 30 кА, то можно использовать вакуумник. Благодаря его использованию можно сэкономить, сделать выключатели компактными и лёгкими, ввиду чего их можно без каких-либо трудностей передвигать на тележке. Дугогасительная камера в них всего занимает объём 3 литра. Дуга может быть диффузной при малых токах (до 10 кА) и сжатой при больших. При малых дуга гасится просто – контакты надо просто развести на 1 см. Чтобы погасить сжатую дугу – надо нарезать контакты.
То есть вот такая форма (нарезка лепестковая) позволяет закрутить дугу. Ток имеет такую форму, что он формирует магнитное поле. Попадая в это магнитное поле, он попадает в действие силы ампера, которая его крутит. И дуга срывается с острия, конденсируется (то есть пары меди конденсируются), легко затвердевает. Выпадает в виде медного инея на те же контакты, с которых слетела в межконтактный промежуток.
К сожалению, такая ситуация не работает при токах КЗ больше 30 кА. И надо делать продольное магнитное поле.
Ток должен описывать спиральную линию.
Ввиду малых расстояний и механизмов гашения дуги, коммутация происходит достаточно быстро.