Antiplagiat_Solovev Maxim (Электроснабжение месторождения Катангли), страница 5

Исходная схема и схема замещ ения сети для расчета токов КЗ.Расчет токов КЗ производится на шинах ВН, НН и в точках К-1, К-25.3 Расчет параметров схемы замещ енияЗа базовые условия принимаем:Sбаз= 1000 [МВА],UбВН = 35 [кВ],UбНН = 6.3 [кВ].Iк.з.сист.

= 6,63[кА].L = 0,902 км – длина линии,Uк.з =7,5%Базовый ток:Iбаз=ббазUS3, (5.3.1)где Uб– базовое напряж ение соответствующ ей ступени.Базовые токи ступеней ВН и НН по (2.1.):Iбвн= 1000 / 3 35 = 16,5 [кА]Iбнн= 1000 / 3 6.3= 91,64 [кА]Находим сопротивление системы в относительных единиц ах по формуле:хсист.=E*Iбвн/Iк.з.сист(5.3.2)Е = 1 – ЭДС системы в относительных единиц ах,29находим хсистпо формуле (2.2)хсист= 16,5/6,63 = 2,49найдем сопротивление ВЛ в относительных базовых единиц ах:хл=20внбUSlx, (5.3.3)где х0http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=115/5717.06.2016Антиплагиат= 0,4 Ом/км – среднее удельное индуктивное сопротивлениевоздушной ЛЭП марки АС-120,l = ,902 км – длина линии,Uср= 35 кВ – среднее напряж ение ступени ВН.Хл =0,4*0,902*1000/1225=0,29Сопротивление трансформатора в относительных единиц ах находится поформуле:Хт=Uк/100 Sб/Sном.тр.

(5.3.4)Хт=7,5/100*1000/6,3=11,95.4 Определение токов КЗПриведём схему замещ ения к простейшему виду (Рис.5.2):Рис.5.2. Схема замещ ения в простейшем видеОпределим ток КЗ в т.К-1 по формуле:Iк.з=Е*Iбвн/ΣХ (5.4.1)где Е – э .д.с. источников. =1ΣХ – суммарное сопротивление до т. КЗΣХ= Хс + Хл=2,49+0,29=2,78 (5.4.2)Согласно формуле (2.5)Iк.з=1*16,5/2.78=5,93[кА]Определим ток КЗ в точке К-2 (секц ионный выключатель отключен).30Так как выключатель отключен, ток КЗ будет проходить только с однойстороныПриведём схему замещ ения к простейшему виду (Рис.5.3):Рис.5.3.

Схема замещ ения в простейшем видеIк.з=Е*Iбвн/ΣХΣХ – суммарное сопротивление до т. КЗΣХ= Хс + Хл+ Хт (5.4.3)ΣХ=2,49+0,29+11,9=14,68Согласно формуле (2.5)Iк.з=52,49/14,68=3,58[кА]5.5 Определение ударных токов КЗОпределение ударного тока КЗ производим по формуле:iу = √2* Ку* Iк.з, [кА] (5.5.1)Где Ку- ударный коэ ффиц иент, зависит от класса напряж енияКу- для 6 кВ = 1,608Ку- для 35 кВ = 1,369По формуле (2.8):В точке К-1: iу =√2* 1,608*5,93 =13,48 [кА]В точке К-2: iу = √2* 1,369* 3,58=6,93 [кА]316 ВЫБОР ТОКОПРОВОДОВ И ОШИНОВКИ6.1 Выбор токопроводовСечение токопровода F,за исключением сборных шин, выбирают поэкономической плотности тока:F =I[9]расч/jэк,[мм2] (6.1.1)где Iрасч –расчетный ток ( длительный ток без учета перегрузок при авариях иhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=116/5717.06.2016Антиплагиатремонтах), [А]jэк–э кономическая плотность тока, зависящ ая от Тмах, географическогополож ения и типа магнитопровода, [А/мм2]Сечение, полученное в результате расчета, округляют до ближайшегостандартного сечения.

Выбранное сечение должно удовлетворять условиюпроверки по допустимой токовой нагрузке (по нагреву):Iр.[9]форс Iдоп(6.1.2)где Iр.форс= Imax– максимальный длительный ток с учетом 40% перегрузки, [А];Iдоп– длительно допустимый ток по условиям нагрева, зависящ ий от сечения итипа токопровода, [А];Сторона ВНIрасч=Iнорм = Sт.ном / (3 Uном) (6.1.3)Iрасч= 6300/ (3 * 35*2) = 52 [А]jэк=1,0 [А/мм2]По условию (2.9):F = 52 / 1.0 = 52 [мм2]Полученное сечение округляется до ближ айшего стандартного значения ивыбирается провод.Выбираем ближ айший стандартный провод марки АС 95 с Iдоп= 330 [А]Iр.форс= Imax.=1,4*F (6.1.4)Iр.форс=1,4 52 = 72,8 [А]Выбранное сечение удовлетворяетусловию проверки по допустимойтоковой нагрузке (по нагреву)[15]согласно условию (2.10):32Iр.форс= 72,8[А] < Iдоп= 330[А]Согласно ПУЭ ВЛ напряж ением 35 кВ и выше подлеж ат проверке поусловиюкороны.Разряд в виде короны возникает около провода при высокихнапряженностях электрического поля и сопровождается потрескиванием исвечением.

Процессы ионизации воздуха вокруг провода приводят кдополнительным потерям энергии, к возникновению электромагнитныхhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=117/5717.06.2016Антиплагиатколебаний, создающих радиопомехи, и к образованию озона, вредновлияющего на поверхности контактных соединении. Правильный выборпроводников должен обеспечить уменьшение действия короны до допустимыхзначений.[21]Разрядв виде короны возникает при максимальном значении начальнойкритической[13]напряженности [21]электрическогополя, кВ/см,[6]Ео=30,3 м (1+ 0,299 / √rо) (6.1.5)где м- коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода ((для[6]многопроводных проводов м = 0,82). Rо- радиус провода, r=0.55, см.Ео = 30,3 0,82 (1 + 0,299 / √0.55) = 34,77 [ кВ/см]Напряж енность вокруг провода, определяется по формуле:Е=0,354 U/rоlg Дср./rо, [ кВ] (6.1.6)где Дср.- среднее расстояние меж ду соседними фазамиДср.=1,26*Д,[см] (6.1.7)где Д- расстояние меж ду соседними фазами.Для U = 35 кВ, Д = 200 [см], тогдаДср.= 1,26*Д = 252 [см].Е = 0,354 35/0.55 lg 252/0.55 = 20,4 [ кВ/см].Выбранный провод проходит по условию короны если,1,07 Е ≤ 0,9 Ео.

(6.1.8)Данное условие соблюдается т.к: 21,82< 31,29 [ кВ/см].Сторона СНСогласно формуле (2.11)33Iрасч=Iнорм = Sт.ном / (3 Uном)Iрасч= 6300/(3 * 6.3*2) = 288,68 [А]jэк=1,0 [А/мм2]производим расчет по формуле (2.9)F = 163,21 / 1.0 = 288,68 [мм2]Рассчитаем Iр.форспо формуле (2.12):Iр.форс= Imax=1,4 288,68 = 319,87 [А]Полученное сечение округляется до ближ айшего стандартного значения ивыбирается провод.Выбираем ближ айший стандартный провод марки АС 300/39сIдоп= 710 [А]Выбранное сечение удовлеворяетусловию проверки по допустимойтоковой нагрузке (по нагреву)[15]согласно условию (2.10):Iр.форс= 319,87 < Iдоп= 710 [А]6.2 Выбор шинhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=118/5717.06.2016Антиплагиат6.2.1 Выбор сечения по допустимому токуСогласно ПУЭ, ошиновка СН не выбирается по э кономической плотноститока, поэ тому сечения выбираются по допустимому току в соответствии срабочим током форсированного реж има Iр.

форс(Imax)Iр. форс. = Imax= 319,87 [A]Исходя из условия IдопIр. форс,Выберем алюминиевые однополосные шины прямоугольного сеченияАДЗ1Т, размером 304, Iдоп= 365 [А],По условию нагрева ( формула 2.12), в продолжительном режиме шиныпроходят:[18]Imax=319,87 А < Iдоп= 365 [А]346.2.2Проверка шин на механическую прочностьШины механически прочны, если,[9]РАСЧ ДОП, (6.2.2.1)гдеДОП–[18]допустимоемеханическое напряжение в материале шин,[9]принятое равным 75МПапо паспортным данным;РАСЧ–[18]напряжениев материале шины,[13]возникающее [18]привоздействииизгибающего момента, МПа ,[13]Наибольшееудельное усилие при трёхфазном КЗ определяется поформуле:(3)= 3 10-7[21]КФ ((iук2)2/ a) (6.2.2.2)где КФ =1– коэ ффиц иент формыа =800 [мм]. – расстояние меж ду фазамиiук2– ударный ток в точке к2по формуле (2.18)(3)= 3 10-71 (56002/ 0,8) ≈ 67,81 [Н/м]Равномерно распределенная сила создает изгибающий момент, Нм:М= ( l2) / 10 (6.2.2.3)[13]гдеl–[9]длинапролета между опорными изоляторами шинной конструкции[6], [м]http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=119/5717.06.2016Антиплагиатl2= (173,2/ 0[9]Аl) (J/q) [м2] (6.2.2.4)где 0Al= 200 [Гц ]J–момент инерции поперечного сечения относительно оси, перпендикулярнойнаправлению изгибающей силы, [[8]см[13]4]J = (h b3) /q (6.2.2.5)где h и b-размеры шинq – поперечное сечение шины, [см2]6.2.3 Рассмотрим вариант располож ения шин на реброПо формуле (2.21)J = (h b3) / 0,75 =(2,5 0,33) / 0,75 = 0,09 [см4]q = h b =2,5 0,3 = 0,75 [см2] (6.2.3.1)35По формуле ( 2.20)l2= (173,2 / 200) (0.09 / 0,75) = 0,29 [м2]l2l =0.53[м]6.2.4 При располож ении шин плашмяJ = (b h3) / q = (0,3 2,53) / 0,75 = 6,25 [см4]q = h b =2,5 0,3 = 0,75 [см2]l2= (173,2 / 200) (6,25 / 0,75) =2,49 [м2]l = 2,49 = 1,57 [м]Располож ение шин плашмя на изоляторах позволяет увеличить длинупролета до 1,6 м, что дает значительную э кономию изоляторов.Принимаем располож ение шин плашмя, пролет равен 1,5м, расстояниемеж ду фазами равно 0,8м.По формуле (2.19)М= ( 67,81 2,49) / 10= 16,8 [Нм]РАСЧ– Напряжение в материале шин, возникающее[18]привоздействииизгибающего момента М в [Мпа]:http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=120/5717.06.2016Антиплагиат[13]расч[18]= М / W = 16,8 / 0,7 = 24 [ МПа] (6.2.4.1)где W- момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярнойдействию усилия в [см3]26[13]bhW= (0,3 2,52) / 6 = 0,7 [см3] (6.2.4.2)Условием для прохож дения шин по механической прочности служ итнеравенство (2.17)доп расч75 МПа 24 МПа, условие соблюдается, следовательно, шинымеханически прочны.367 ВЫБОР ИЗОЛЯТОРОВ7.1 Опорные изоляторыВыбираем опорные изоляторы, на которые крепятся ж есткие шины, сребристой поверхностью для внутренней установки типа ИОР – 10 – 3,75-УХЛ,с Uном = 10 [кВ], Fразр = 3,75 [кН].Опорные изоляторы проверяются по:Допустимой нагрузке:FдопFрасч(7.1.1)где Fдоп.– допустимая силана головку изолятора, [Н]Fрасч.-.Расчетная сила, действующая на изолятор, [Н]Fдоп= 0,65[6]Fразр(7.1.2)Fдоп=0,65 3,75 = 2,43 [кН]При горизонтальном или вертикальном расположении всех фаз расчетнаясила в Н [9]равна:Fрасч= 3 (iу2/а) l Кh10-7(7.1.3)Fрасч= l Kh= 24,53 0,866 1 = 21,24 [Н]где Кh =1– поправочный коэ ффиц иент, при располож ении шины плашмяFрасчFдоп,,условие соблюдается21,24Н 2,43[кН]Изолятор ИОР – 10 – 3,75-УХЛ проходит по нагрузке.7.2 Проходные изоляторыПо номинальному напряж ению выбираем проходные изоляторы длявнутренней установки ИП – 10/400 – 3,75-УХЛ с Uном =10 [кВ], Iном =400 [А],Fразр=3,75 [кН]Проходные изоляторы проверяются по:http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=121/5717.06.2016АнтиплагиатМаксимальному току:Imax= 319,87 [A]Imax Iном37319,87[А] 400[А]По допустимой нагрузке:По формуле (2.26):Fдоп= 0,65 Fразр = 0,65 3,75 = 2,43 [кН]По (2.27):Fрасч = 0,5 3 (iу2/а) l Кh10-7= 0,5 24,53 0,866 = 10,62 [H]FрасчFдоп.10,62[Н] 2,43[ кН], условие соблюдается, следовательно изолятор ИП –10/400 – 3,75 –УХЛ подходит по допустимой нагрузке и по максимальномутоку.388 .

ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ8.1 Выбор выключателей на стороне СНПроверим вакуумный выключатель ВВУ-СЭЩ 10-20 /630, встраиваемыйв КРУ-70. Паспортные данные, условия выбора и расчетные параметры сведёмв таблиц у 8.1Таблиц а 8.1Условия выбора, паспортные и расчётные данные выключателяРасчётныепараметрыПаспортные параметры Условия выбораUуст= 10 [кВ]Iр.форс= 319,87 [А]IКЗ= 5,93 [кА]iу =13,48 [кА]Iк.=5,93 [кА]√2 Iк.+iа. = 12,16 [кА]Uном =10 [кВ]Iн = 630 [кА]Iдин = 20 [кА]iдин =50 [кА]Iном.откл = 20 [кА]√2 Iном.откл (1+β)= 50 [кА][6]Uуст < UномIр.форс < IномIк.з.< Iдинiу < iдинIк. < Iн.откл.√2 Iк.+iа. < √2 Iном.откл(1+β)ia = √2 IКЗе-/Та; (8.1.1)ia = √2 5,93 е–0,04/ 0,045= √2 5,93 0,45 = 3,77 [кА]=tрз.min + thttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23827938&repNumb=122/5717.06.2016Антиплагиатсв = 0,01+0,03 = 0,04 [с] (8.1.2)Далее проверим выключатель по тепловому импульсу:ВК I2тер.tтер(8.1.3)ВК = I2к.з (tОТК + Та);ВК = 5,932(4 + 0,05 + 0,045) (8.1.4)ВК = 144,0003 [кА2с]Iтер.