Бочкарев (1204509), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

подстанции

Расчет максимальных рабочих токов выполним по следующим формулам:

- для вводов главных понизительных трансформаторов и перемычки между вводами [2], А

(4.1)

где – коэффициент перспективы развития потребителей, равный 1,3; S_ТП – максимальная полная мощность подстанции, = 3200 кВА; – номинальное напряжение на вводе подстанции, = 37 кВ;

- для первичной обмотки понижающего трансформатора, А

(4.2)

где – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, равный 1,5;

S_Н.ТР – номинальная мощность трансформатора, S_Н.ТР=6300 кВА.

- для вводов РУ – 10 кВ, А

(4.3)

где – номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора,

= 10,5 кВ;

- для сборных шин РУ – 10 кВ, А

(4.4)

где – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряже­ния, равный 0,5;

- для потребителей 10 кВ, рассчитываем по мощности наиболее загружен­ного фидера

(4.5)

где S_мах.10 – мощность наиболее загруженного фидера потребителей 10 кВ, кВА.

Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений тяговой подстанции выполнен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Расчет максимальных рабочих токов

Наименование присоединений сборных шин	Формула для расчета	Значение , А
Ввода 35 кВ и перемычка между вводами
Первичная обмотка понижа­ющего трансформатора
Ввод РУ – 10 кВ
Сборные шины РУ – 10 кВ
Районные потребители 10 кВ

4.2 Определение величины теплового импульса

Согласно [4] расчетную продолжительность КЗ при проверке проводни­ков и электрических аппаратов на термическую стойкость при КЗ следует опре­делять сложением време­ни действия основной релейной защиты, в зону дей­ствия которой входят проверяе­мые проводники и аппараты, и полного времени отключения ближайшего к месту КЗ выключателя.

При наличии устройства автоматического повторного включения (АПВ) следует учитывать суммарное термическое действие тока КЗ.

При расчетной продолжительности КЗ до 1 с процесс нагрева проводников под действием тока КЗ допустимо считать адиабатическим, а при расчетной про­должительности более 1 с и при небыстродействующих АПВ следует учи­тывать теплоотдачу в окружающую среду.

Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по тер­мической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса для всех РУ. Основываясь на материале, изло­женном в [4] можно принять следующее допущение. В тех случаях, когда , тепловой импульс В_К (интеграл Джоуля) и термически эквивалент­ный ток КЗ допустимо определять по формулам, А²·с

, (4.6)

где I_пс– действующее значение периодической составляющей тока КЗ от эквива­лентного источника энергии (системы), кА; Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, с принимаем по [4]; t_откл – время отключения тока КЗ, с.

Время отключения тока КЗ, с., рассчитаем по формуле, с

, (4.7)

где t_рз – время выдержки срабатывания основной защиты, с.; t_св – собственное время отключения выключателя с приводом, с; t_ср – собственное время срабатывания защиты, 0,1, с.

Приведём пример расчета для ЗРУ-35 кВ. Рассчитаем время отключения по формуле (4.7)

.

Соответственно, В_К равняется

,

Аналогично ведём расчет для всех РУ, а результаты сносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 - Расчёт теплового импульса

Наименование РУ	Iпс, кА	tРЗ, с	tСВ, с	Та, с	, с	Bк·106 А2·с
1.ЗРУ-35 кВ вводы 35 кВ	3,970	1,500	0,050	0,020	1,670	26,321
2.ЗРУ-10 кВ вводы 10 кВ	1,609	1,000	0,050	0,015	1,065	2,757
3.Фидера 10 кВ		0,500	0,050	0,015	0,565	1,463

4.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов

Поскольку на проектируемой подстанции все РУ выполнены закрытого типа, то все шины, включая вводы трансформатора, будут выполняться жест­кими алюминиевыми шинами прямоугольного сечения.

Характеристика условий выбора жестких шин:

а. По длительно допускаемому току

, (4.8)

где - длительно допустимый ток для выбранного сечения, А; - максимальный рабочий ток сборных шин, А.

б. По термической стойкости

, (4.9)

где q - выбранное сечение, мм²; - минимально допустимое сечение токоведущей части по условию её терми­ческой стойкости, мм².

Минимальное, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, сечение шины, мм²

, (4.10)

где – принимаем по [4] в зависимости от материала шины для алюми­ниевых шин и неизолированных алюминиевых шин, С=91, .

Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динами­ческую колебательную систему, на которую воздействуют электродинамиче­ские силы. Если собственные частоты колебательной системы шины изоляторы совпадут с частотой изменения электродинамических сил, то механические нагрузки на шины и изоляторы возрастут. Если собственная частота колебаний f0 меньше 30 и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает. В большинстве практически применяемых конструкций шин эти условия соблю­даются, поэтому, согласно [3], не требуют проверки на электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний шинной конструкции.

Согласно [5], все соединения внутри закрытого распределительного устройства 6…35 кВ, включая сборные шины, выполняются жесткими голыми алюминиевыми шинами прямоугольного или коробчатого сечения. При токах до 3000 А в закрытых распределительных устройствах 6…35 кВ применяются однополосные и двухполосные алюминиевые шины. При больших токах реко­мендуются шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают лучшие усло­вия охлаждения и меньшие потери от эффекта близости и поверхностного эф­фекта.

Согласно [4], следует учесть, что при расположении шин прямоугольного сечения плашмя значения допустимых длительных токов , приведенные в [4], должна быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос > 60 мм.

Электродинамическая стойкость шин, укрепленных на опорных изолято­рах, проверяется по механическому напряжению _расч, возникающему в них при КЗ. Расчётное сечение в опасном сечении шины, Па

, (4.11)

где l – расстояние между опорными изоляторами, м; а – расстояние между осями шин соседних фаз, м; W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярно дей­ствию усилия, м³.

Момент сопротивления однополосных прямоугольных шин при установке на ребро определяется по формуле:

, (4.12)

где b и h – толщина и ширина шины, м.

Допустимое напряжение [], зависящее от материала шины, находим по [5], для чистого алюминия марки АД31Т1, [] = 91 МПа.

По формуле (4.10) рассчитаем минимальное, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, сечение шины для ЗРУ-35 кВ:

мм².

Для сборных шин ЗРУ- 35 кВ максимальный рабочий ток рассчитан в таб­лице 4.1, = 64,913 А.

Согласно ГОСТ 839–80 по [5] принимаем алюминиевые шины прямо­угольного сечения размером 25 3 мм, допустимый ток для такой шины, при количестве одна полоса на фазу составляет =265 А, следовательно, условие выполняется:

265 А ≥64,913 А.

Номинальное сечение шины составляет 75 мм² что также больше рассчи­танного минимального сечения шины, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, q_мin=56,378 мм². Для ЗРУ-35 кВ а = 1 м, l = 1,5 м.

По формуле (4.10) определим момент сопротивления однополосных пря­моугольных шин при установке плашмя для ЗРУ-35 кВ:

По формуле (4.11) определим расчётное сечение в опасном сечении шины:

.

Следовательно, выбранные шины удовлетворяют всем условиям.

Произведем выбор шин для ЗРУ-10 кВ. По формуле (4.10) рассчитаем минимальное, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, сече­ние шины для ЗРУ-10 кВ:

мм².

Для сборных шин ЗРУ- 10 кВ максимальный рабочий ток рассчитан в таб­лице 4.1, = 30,957 А.

С учетом возможного роста нагрузки на шинах 10 кВ принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 20 3 мм, допустимый ток для такой шины, при количестве одна полоса на фазу со­ставляет =215 А, следовательно, условие выполняется:

215 А ≥140,6 А.

Номинальное сечение шины составляет 60 мм² что также больше рассчи­танного минимального сечения шины, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ, q_мin=52,166 мм². Для ЗРУ-10 кВ а = 0,25 м, l = 1 м.

По формуле (4.12) определим момент сопротивления однополосных пря­моугольных шин при установке плашмя для ЗРУ-35 кВ:

Характеристики

Список файлов ВКР