Лекция№12. ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ В СХЕМАХ ЭНЕРГОУСТАНОВОК.
Оглавление
12.1 Выбор выключателей. 1
12.2 Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки. 3
Выбор выключателей.
Во включенном состоянии выключатель должен неограниченно долго выдерживать воздействие номинальных токов Iном и напряжений Uном, т.е.
Uном≥Uуст и Iном≥Iраб.форс, где Iраб.форс – рабочий форсированный ток в цепи выключателя (зависит от того, в цепи какого присоединения стоит выключатель), Uус – напряжение установки, где применён выключатель
Выключатель должен соответствовать коммутационной способности в месте установки. Под коммутационной способностью выключателя понимают его способность отключать и включать электрические цепи при КЗ. Соответственно установлены понятия номинального тока отключения Iот. ном. и номинального тока включения Iвк ном.
Номинальный ток отключения. Тяжесть процесса отключения (в части, относящейся к току) определяется в основном действующим значением периодической составляющей отключаемого тока. Поэтому условились под номинальным током отключения понимать наибольшее допустимое действующее значение чисто симметричного тока или наибольшее допустимое значение периодической составляющей асимметричного тока к моменту τ размыкания дугогасительных контактов. Выключатель должен надежно отключать эти токи при: асимметрии 
— вплоть до номинального значения 
; напряжении сети - вплоть до наибольшего рабочего напряжения Uраб.нб; номинальных параметрах восстанавливающегося напряжения; нормированных циклах операций включения и отключения.
Действующее значение периодической составляющей тока КЗ к некоторому моменту τ определяют по огибающим кривым, как показано на рис. 12.1.
Рис. 12.1 Кривая отключаемого тока КЗ: АА’ и ВВ’ – огибающие кривые; ЕЕ’ – момент размыкания дугогасительных контактов.
Расчётное время τ размыкания дугогасительных контактов, с, определяют как сумму собственного времени отключения выключателя tсв и минимального времени срабатывания релейной защиты, принимаемого равным 0,01 с:
τ= tсв+0,01.
Собственное время отключения выключателя указывают заводы-изготовители. Его исчисляют от момента подачи команды на отключение до момента размыкания дугогасительных контактов.
Обычно номинальная асимметрия выражается в процентах: 
Согласно ГОСТ номинальная асимметрия установлена как функция времени τ (рис. 12.2).
Рис. 12.2 Номинальная асимметрия отключаемого тока как функция расчётного времени τ
Кривая βном(τ) представляет собой экспоненту с показателем τ/Та Значение Та принято равным 0,045 с, что соответствует среднему значению в большинстве точек системы. При КЗ. вблизи мощных электростанций. Т а > 0,045 с, что должно быть учтено при выборе выключателя. При τ > 70 мс значение βном следует считать равным нулю.
При выборе выключателя по номинальному току отключения должны быть соблюдены следующие условия:
;
,
где 
- номинальное значение апериодической составляющей тока отключения.
В левой части этих неравенств указаны номинальные параметры выключателя, в правой — соответствующие расчетные значения.
Если второе требование не выполнено, т. е. расчётное значение апериодической составляющей тока превышает номинальное значение, то в этом случае следует сопоставить условные значения полных токов отключения, а именно:
.
Номинальный ток включения. Под номинальным током включения понимают наибольший ток КЗ., который выключатель способен надежно включить. Заводы-изготовители определяют этот ток наибольшим действующим значением, которое установлено равным номинальному току отключения
Iвк. Ном =Iот.ном,
и наибольшим мгновенным значением, которое установлено равным
iвк.ном=2,55Iот.ном.
Отсюда следует, что выключатель, выбранный по номинальному току отключения, способен также включить цепь с номинальным током включения. Поэтому дополнительной проверки не требуется.
Нормированные циклы операций включения и отключения. Для выключателей, предназначенных для работы с АПВ, нормированы следующие циклы:
1) О - t6т - ВО - 180 с - ВО;
2) О - 180 с - ВО - ВО,
где О — операция отключения КЗ; ВО — операция включения на КЗ и немедленно (без преднамеренной выдержки времени) следующая за ней операция отключения; tбт — нормировавная бестоковая пауза при АПВ, значение которой для разных типов выключателей может находиться в предел от 0,3 до 1,3 с.
Для выключателей, не предназначс ных для работы с АПВ, установлен только второй цикл.
Проверка выключателя на электрдинамическую и термическую стойкости. Условия электродинамической стойкости выключателей могут быть записаны следующим образом:
Iпс≥I″ и iпс≥iу(3), где iпс и Iпс – амплитуда и действующее значение предельного сквозного тока, который выключатель выдерживает по условию механической прочности, а I″ iу(3) – действующее значениесверхпереходного тока и ударного тока при трёхфазном КЗ.
Условие термической стойкости выключателя может быть записано следующим образом:
Iтс2 tтс ≥Bк, где Iтс — номинальный ток термической стойкости выключателя, tтс - номинальное время термической стойкости; Вк — расчётный тепловой импульс в цепи выключателя.
Выбор разъединителей, отделителей, короткозамыкателей и выключателей нагрузки.
Разъединители, отделители и выключатели нагрузки выбирают по номинальному напряжению Uном, номинальному длительному току Iном, а в режиме КЗ проверяют на термическую и электродинамическую стойкость. Для короткозамыкателей выбор по номинальному току не требуется.
Выключатели нагрузки проверяют дополнительно по току отключения:
Iраб.форс≤Iотк.
Расчетные величины для выбора перечисленных аппаратов те же, что и для выключателей.
Условия выбора разъединителя:
