Бочкарев (1204510), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Основываясь на материале, изложенном в [4] можно принять следующее допущение. В тех случаях, когдаt откл  3Та , тепловой импульс ВК (интеграл Джоуля) и термически эквивалентный ток КЗ допустимо определять по формулам, А2·с2  (tBк  Iпсоткл  Т а ) ,(4.6)где Iпс– действующее значение периодической составляющей тока КЗ от эквивалентного источника энергии (системы), кА; Та – постоянная времени затуханияапериодической составляющей тока КЗ, с принимаем по [4]; tоткл – время отключения тока КЗ, с.Время отключения тока КЗ, с., рассчитаем по формуле, сt откл  t св  t ср  t рз ,(4.7)где tрз – время выдержки срабатывания основной защиты, с.; tсв – собственноевремя отключения выключателя с приводом, с; tср – собственное время срабатывания защиты, 0,1, с.Приведём пример расчета для ЗРУ-35 кВ. Рассчитаем время отключения поформуле (4.7)t откл  0,05  0,1  1,5  1,65 с .Соответственно, ВК равняетсяB  3,9702  (1,65  0,02)  26,321106 А2  с ,к24Аналогично ведём расчет для всех РУ, а результаты сносим в таблицу 4.2.Таблица 4.2 - Расчёт теплового импульсаНаименование РУ Iпс, кА1.ЗРУ-35 кВ3,970вводы 35 кВ2.ЗРУ-10 кВвводы 10 кВ1,6093.Фидера 10 кВТа, сt откл , сtРЗ, сtСВ, сBк·106 А2·с1,5000,0500,0201,67026,3211,0000,0500,0151,0652,7570,5000,0500,0150,5651,4634.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементовПоскольку на проектируемой подстанции все РУ выполнены закрытого типа, то все шины, включая вводы трансформатора, будут выполняться жесткимиалюминиевыми шинами прямоугольного сечения.Характеристика условий выбора жестких шин:а.

По длительно допускаемому токуIдоп  Iр.max ,(4.8)где Iдоп - длительно допустимый ток для выбранного сечения, А; Iр.max - максимальный рабочий ток сборных шин, А.б. По термической стойкостиq  q min ,(4.9)где q - выбранное сечение, мм2; q min - минимально допустимое сечение токоведущей части по условию её термической стойкости, мм2.Минимальное, по условию допустимой температуры нагрева в режиме КЗ,сечение шины, мм225Вк  106q min ,С(4.10)А  с1/2где С – принимаем по [4] в зависимости от материала шины для алю2ммминиевых шин и неизолированных алюминиевых шин, С=91,А  с1/2мм 2.Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, на которую воздействуют электродинамические силы.

Если собственные частоты колебательной системы шины изоляторысовпадут с частотой изменения электродинамических сил, то механическиенагрузки на шины и изоляторы возрастут. Если собственная частота колебанийf0 меньше 30 и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает. Вбольшинстве практически применяемых конструкций шин эти условия соблюдаются, поэтому, согласно [3], не требуют проверки на электродинамическуюстойкость 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 Ав закрытых распределительных устройствах 6…35 кВ применяются однополосные и двухполосные алюминиевые шины. При больших токах рекомендуютсяшины 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 прямоугольногосечения плашмя значения допустимых длительных токов I доп , 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, Па26σ расч  1,76 [i уд(3) ]2  l2aW 10 8 ,(4.11)где l – расстояние между опорными изоляторами, м; а – расстояние между осямишин соседних фаз, м; W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярно действию усилия, м3.Момент сопротивления однополосных прямоугольных шин при установке наребро определяется по формуле:W  0,167  h  b2 ,(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:26,321  106q min  56,378 мм2.91Для сборных шин ЗРУ- 35 кВ максимальный рабочий ток рассчитан в таблице 4.1, Iр.max = 64,913 А.Согласно ГОСТ 839–80 по [5] принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 25  3 мм, допустимый ток для такой шины, приколичестве одна полоса на фазу составляет I доп =265 А, следовательно, условиеIдоп  Iр max выполняется:265 А ≥64,913 А.27Номинальное сечение шины составляет 75 мм2 что также больше рассчитанного минимального сечения шины, по условию допустимой температурынагрева в режиме КЗ, qмin=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:W  0,167  0,003  0,025 2  0,313  10  6 м 3По формуле (4.11) определим расчётное сечение в опасном сечении шины:σрасч 1,76 10,1062 1,52108  12,921 МПа .61 0,313 10Следовательно, 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, сечениешины для ЗРУ-10 кВ:q min 2,757 106 18,246 мм2.91Для сборных шин ЗРУ- 10 кВ максимальный рабочий ток рассчитан в таблице 4.1, Iр.max = 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 I доп =215 А, следовательно, условие Iдоп  Iр max выполняется:215 А ≥140,6 А.28Номинальное сечение шины составляет 60 мм2 что также больше рассчитанного минимального сечения шины, по условию допустимой температурынагрева в режиме КЗ, qмin=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:W  0,167  0,003  0,022  0,2  10 6 м3.По формуле (4.11) определим расчётное сечение в опасном сечении шины:σрасч 1,76 4,0962  12108  5,906 МПа .0,25  0,2 106Следовательно, выбранные шины удовлетворяют всем условиям.Результаты выбора шин для всех РУ сведены в таблице 4.3.Таблица 4.3 - Результаты выбора сборных шинНаименование РУТипвыбранногошинопроводаПо длительнодопускаемомутоку,I доп  I р max , АПо термическойстойкости,q  q min , мм2По электродинамической стойкости,[]  расч, МПаОРУ-35 кВА-25х3265≥64,91375≥56,37891≥12,921ОРУ-10 кВА-20х3215≥30,95760≥18,24691≥5,9064.4 Выбор выключателейПри выборе выключателей его паспортные параметры сравнивают с расчётными условиями работы [4].Характеристика условий выбора и проверки выключателей:- По месту установки (наружная или внутренняя);- По номинальному напряжению Uном29Uном  U p.max ,(4.13)Iном  Iр.max ,(4.14)- По номинальному току Iном- По электродинамической стойкости:а) по действующему значению предельного сквозного тока КЗ:Iпр.скв  Iпо ,(4.15)где Iпр.скв – действующее значение предельного сквозного тока КЗ; Iпо –начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ:(3)Iпо  1,1  Iк ,(4.16)б) по мгновенному значению предельного сквозного тока КЗ iпр.сквiпр.скв  i уд ,(4.17)- По току включения:а) по действующему значению тока включения IвклIвкл  Iпо ,б) по мгновенному значению тока включения iвкл30(4.18)iвкл  i уд ,(4.19)- По термической стойкости:а) при t откл  t тер следует проверять условие:I2тер  t тер  Bk ,(4.20)б) при t откл  t тер следует производить проверку по условиям:I 2тер  t откл  Вк ,(4.21)iа.ном  iaτ ,(4.22)Iоткл.ном  Iпτ ,(4.23)где I тер – ток термической стойкости выключателя (из паспортных данных выключателя); Iоткл.ном – номинальный ток отключения выключателя (из паспортных данных выключателя); Iпτ – периодическая составляющая тока КЗ вмомент времени (t=  ); i aτ – апериодическая составляющая тока КЗ в моментвремени (t=  ); iа.ном – номинальная апериодическая составляющая тока КЗ вмомент времени (t=  ).Номинальная апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени (t=  )определяется по формуле:iа.ном 2  β норм10031 Iоткл.ном ,(4.24)где ном – номинальное относительное содержание апериодической составляющей тока отключения для времени τ определяем для средних условий эксплуатации [2] по кривым ном = f(  ) или из паспортных данных выключателя.Апериодическая составляющая тока КЗ в момент времени (t = τ ) определяется по формуле, кАiаτ  2  I"  eτTa,(4.25)где τ – минимальное время от начала КЗ до момента расхождения контактоввыключателя, с, определяемое по формуле, сτtз.минt ,св(4.26)где t св – собственное время отключения выключателя; t з.мин – минимальноевремя действия релейной защиты (принимается равным 0,01, с).Произведем выбор и проверку выключателя для ОРУ-35 кВ.Очевидно, необходимо подобрать выключатель на напряжение 35 кВ, приноминальном токе не менее IР.MAX = 64,913 А.

Принимаем выключатель ВГБЭ35-12,5/630 УХЛ1, номинальный ток которого IНОМ = 630А. Проверим выбранный выключатель по электродинамической стойкости:Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ(t=0) определим по формуле (4.14):Iпо  1,1 3,970  4,367 кА .По формуле (4.15) неравенство выполняется, так как 12,5 кА>3,970 кА следовательно, выключатель удовлетворяет заданному условию. По мгновенномузначению предельного сквозного тока КЗ выбранный выключатель тоже прохо-32дит, так как неравенство i пр.скв  i уд выполняется 32 кА≥10,106 кА.

Следовательно, выключатель по электродинамической стойкости проходит.Так как время отключения короткого замыкания в месте установки выключателя составило tОТКЛ = 1,65 с., а время термической стойкости исходя изпаспортных параметров tТЕР = 3 с., следовательно, проверку по термическойстойкости необходимо производить по пункту 6.2, так как t откл  t тер . Зная,что ток термической стойкости проверяемого выключателя I тер =12,5 кА, приходим к выводу что условие (4.21) выполняется так как 468,75 МА2·с >26,321 МА2·с.Для проверки по условию (4.22) определим номинальную апериодическуюсоставляющую тока КЗ в момент времени (t= τ ) по формуле (4.24).

Согласно[6], для выключателя ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1 ном=32%. Тогдаiа.ном 2 32 12,5  5,657 кА100Для определения апериодической составляющей тока КЗ (4.25) в моментвремени (t= τ ) необходимо по формуле (4.26) определить минимальное времяот начала КЗ до момента расхождения контактов выключателя = 0,01 + 0,065=0,075 с,Тогда-0,075i аt = 2  3,970  e0,02=1,057 кАОчевидно, что условие (4.20) выполняется, так как 5,657>1,057 кА.Выбранный выключатель удовлетворяет всем условиям.33На все остальные присоединения ЗРУ-35 кВ устанавливает такие же выключатели ВГБЭ-35-12,5/630 УХЛ1, всего 8 шт.Для ЗРУ-10 кВ выключатели не выбираются, поскольку ниже будут выбираться комплектные распределительные устройства (КРУ).

Характеристики

Список файлов ВКР