Proiect Separator [PDF]

Zitiervorschau

Separatorul de medie tensiune

Fig. 1. Separator de medie tensiune (12 kV), in pozitia inchis

Fig. 2. Separator de medie tensiune (12 kV), in pozitia deschis

Definitie: Aparat electric cu comutatie mecanica, cu rolul: 1) in pozitie deschis asigura distanta (vizibila) de izolatie necesara intre contacte; 2) in pozitie inchis suporta curentul nominal si curentul de scurtcircuit prestabilit.

Separatorul de sarcina Definitie: Aparat electric cu comutatie mecanica, cu rolul: 1) in pozitie deschis asigura distanta (vizibila) de izolatie necesara intre contacte; 2) conecteaza, suporta si deconecteaza curentul nominal; 3) in pozitie inchis suporta curentul de scurtcircuit prestabilit. Simbol:

Clasificare in functie de locul de montare: - de interior; - de exterior. in functie de modul de actionare: - manual; - cu electromagnet; - cu motor; - pneumatic (gaz sau ulei sub presiune). in functie de rolul in instalatie: - separator de linie; - separator de bara; - separator de cupla; - separator de punere la pamant. in functie de numarul de faze: - monofazat; - bifazat;

- trifazat; - mai mult de trei faze. in functie de tipul interblocajului: - mecanic; - electromecanic.

Date nominale Tabelul 1 Tensiune nominala, Un

kV

Curent nominal, In

A

Curentul de stabilitate dinamica, Idin

kA 50

75

100

50

75

100

60

Curentul de stabilitate termica la 1s, kA 20 It1s

30

40

20

30

40

35

Tensiunea de faza - pamant tinere la impuls de intre faze traznet, 1,2/50 intre faze si pamant Tensiunea tinere la Hz, 1 min.

de faza - pamant 50 intre faze intre faze si pamant

6

7,2

10

400 600 800 630 1250 1600 2000 2500

630

1250

1600

2000

55

50

75

100

60

32

20

30

40

35

kV

50

55

65

kV

50

55

65

kV

60

65

75

kV

10

15

20

kV

10

15

20

kV

15

20

28

Tensiune nominala, Un

kV

Curent nominal, In

A 630 1250 1600 630 1250 1600 630 1250 1600

Curentul de stabilitate dinamica, Idin

kA 50

75

100

50

75

50

30

75

80

Curentul de stabilitate termica la 1s, It1s

kA 20

30

40

20

30

20

16

30

30

faza - pamant

kV

75

125

170

intre faze

kV

75

125

170

intre faze si pamant

kV

85

145

195

faza - pamant

kV

28

50

70

intre faze

kV

28

50

70

intre faze si pamant

kV

32

60

80

Tensiunea de tinere la impuls de traznet, 1,2/50

Tensiunea de tinere la 50 Hz, 1 min.

12

24

36

Fig. 3. Desen de executie

Dimensiuni aproximative Tabelul 2 Un 12

In 400

a

b

c

d

e f ~g ~h ~H

280

310

600

640

350

380

710

450

500

1000

p w

x

y

Masa, Kg.

115

425

425

23,5

750

155

550

550

33,5

1040

195

800

800

58,0

630 17,5 24 36

400 630 400 630

Tema proiectului Se cere sa se proiecteze un separator de tip interior cu urmatoarele caracteristici (vezi Tabelul 1): - tensiunea nominala, Un = 12 kV; - curentul nominal, In = 630 A; - curentul de stabilitate termica la 1 s, It1s = 20 kA; - curentul de stabilitate dinamica, Id = 50 kA; - tensiunea de tinere la 50 Hz intre faze si pamant, U1 = 32 kV;

- tensiunea de tinere la 50 Hz, faza - pamant, U2 = 28 kV; - tensiunea de tinere la impuls 1,2/50 μs, intre faze si pamant, U3 = 85 kV; - tensiunea de tinere la impuls 1,2/50 μs, faza - pamant, U4 = 75 kV.

Exemplu de calcul pentru un separator cu datele nominale: Un = 10 kV, In = 400 A, It1s = 15 kA, Id = 38 kA. Izolatia aparatului Distanta in aer, in pozitia deschis, intre cutit si contactul fix, se calculeaza cu relatiile: k s ⋅ 2 ⋅ U1 − 19.8 = 12,7cm 4,45 k s ⋅ U 3 − 45 = 10cm la impuls, 1,2/50 μs: a3 = 5,7

la 50 Hz: a1 =

Distanta in aer intre polii aparatului se calculeaza cu relatiile: k s ⋅ 2 ⋅ U 2 − 19.8 = 8,9cm 4,45 k s ⋅ U 4 − 45 = 7,9cm la impuls, 1,2/50 μs: a 4 = 5,7

la 50 Hz: a 2 =

Lungimea liniei de conturnare pe izolatorul suport se calculeaza cu relatiile: k s ⋅ 2 ⋅ U 2 − 20 = 6,6cm 3,35 k s ⋅ U 4 − 60 ' a = = 5,8cm la impuls, 1,2/50 μs: 4 5,2

' la 50 Hz: a 2 =

unde ks = 1,2 – factor de siguranta. Observatie: Dimensiunile a1, a2, a3, a4, a2`, a4` rezulta in [cm] daca tensiunile U1, U2, U3, U4 se introduc in kV. Calea de curent Sectiunea transversala a bornei are aria: AB =

I n 400 = = 200mm 2 J 2

Se aleg dimensiunile bornei: AB = 5 × 40 mm2. B

Contactul mobil este format din doua cutite. Sectiunea transversala a unui cutit are aria: Ac = 1,25 ⋅

In = 125mm 2 2⋅ J

Se aleg dimensiunile cutitului: Ac = 5 × 25 mm2.

Forta de apasare in contact Contactul este din cupru argintat. Se admite initital o forta specifica F0 = (15 – 25) gf/A si apoi se efectueaza calcule de verificare. Forta de apasare a unui loc de contact este (pentru F0 = 20 gf/A ):

F1 = 3,5 ⋅ F0 ⋅

In = 14 gf 2

Verificarea la incalzire a caii de curent Incalzirea bornei la trecerea curentului nominal se calculeaza cu relatia: θ max_ B =

θ 0 _ max_ B 1 − α r ⋅ θ 0 _ max_ B

= 24,15 0 C ,

unde:

α r = 4,1 ⋅ 10 −3 grd −1

- coeficientul de variatie al rezistivitatii cu temperatura

α = 8W / m 2 grd

- transmisivitatea totala

ρ 20 = 1,587 ⋅ 10 −8 Ωm

- rezistivitatea la 20 0C

ρ 80 = ρ 20 [1 + α r (80 − 20 )]

- rezistivitatea argintului la 80 C (se considera ca temperatura bornei nu depaseste 80 0C)

AB = 5 ⋅ 40 ⋅ 10 −6 m 2

- aria bornei

l p _ AB = 2 ⋅ (5 + 40) ⋅ 10 −3 m

- lungimea periferica a bornei

θ 0 _ max_ B

0

- supratemperatura bornei, considerand ca rezistivitatea nu variaza cu temperatura = θ max_ B + θ ma = 24,15 + 40 = 64,150 C .

ρ80 ⋅ J 2 ⋅ AB = 220 C = α ⋅ l p _ AB

temperatura bornei este θ 2 _ B

Incalzirea unui cutit la trecerea curentului nominal se calculeaza cu relatia:

θ max_ c =

θ 0 _ max_ c 1 − α r ⋅ θ 0 _ max_ c

= 22,50 C ,

unde:

α r = 4,1 ⋅ 10 −3 grd −1

- coeficientul de variatie al rezistivitatii cu temperatura

α = 8W / m 2 grd

- transmisivitatea totala

ρ 20 = 1,587 ⋅ 10 −8 Ωm

- rezistivitatea la 20 0C

ρ80 = ρ 20 [1 + α r (80 − 20 )]

- rezistivitatea argintului la 80 C (se considera ca temperatura unui cutit nu depaseste 80 0C)

Ac = 5 ⋅ 25 ⋅ 10 −6 m 2

- aria unui cutit

0

l p _ AB = 2 ⋅ (5 + 25) ⋅ 10−3 m θ 0 _ max_ c

ρ80 ⋅ J 2 ⋅ Ac = = 20,60 C α ⋅ l p _ Ac

- lungimea periferica a unui cutit - supratemperatura unui cutit, considerand ca rezistivitatea nu variaza cu temperatura

0 temperatura unui cutit este θ 2 _ c = θ max_ c + θ ma = 22,5 + 40 = 62,5 C .

Incalzirea bornei la curentul limita termic se verifica cu relatia: J tB