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

Текст из файла (страница 7)

Таблица 1.21 – Сопоставление каталожных и расчетных данных трансформатора напряжения типа 4МТ3

Определяем общее сопротивление приборов:

, (1.55)

Ом.

Допустимое сопротивление проводов, Ом:

, (1.56)

Ом.

Для с. н. применяем кабель с медными жилами, ориентировочная длина 50 м, тогда сечение:

мм².

_{По найденному сечению принимаем} контрольный кабель сечением 2,5 мм²_.

Проверяем условие выбора трансформатора напряжения с учетом выбранного сечения:

Ом.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения с учетом выбранного сечения:

Ом.

Вторичная нагрузка трансформатора напряжения не превышает номинальной допустимой нагрузки:

Z₂ ≤ Z_Н, (1.57)

99,63 Ом ≤ 100 Ом.

Поэтому выбранный трансформатор напряжения удовлетворяет всем условиям.

2 ВЫБОР КАБЕЛЯ С ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ ШИТОГО ПОЛИЭТИЛЕНА МАРКИ XKDT-L 3Х240+Н50

2.1 Обоснование применения кабельной вставки из самонесущих кабелей марки XKDT-L 3х240+Н50

Для обеспечения возможности питания трансформатора 5Т от 7Т, в случае вывода линии «Энергия-01», при сохранении питания трансформатора 6Т от линии «Энергия-02», точку подключения трансформатора 7Т по линии 35кВ необходимо осуществить в секционной перемычке между разъединителями QS5 и QS6. Разъединитель QS9 в этом случае теряет функциональность и подлежит демонтажу.

В связи с крайне ограниченным свободным пространством на площадке ОРУ-35кВ, принято решение о применение нестандартного вида соединения линии 35кВ от трансформатора 7Т к секционной перемычке трансформаторов 5Т и 6Т в виде кабельной вставки.

Кабельная вставка выполняется из самонесущих кабелей марки XKDT-L 3х240+Н50. Кабель представляет собой три экранированные алюминиевые жилы сечением 240 мм² с изоляцией из сшитого светостабилизированного полиэтилена, обвитые вокруг несущего стального троса сечением 50мм2. Структура кабеля представлена на рис.2.1. Технические характеристики кабеля представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики кабеля XKDT-L 3х240+Н50

Окончание таблицы 2.1.

Рисунок 2.1. Структура кабеля XKDT-L 3х240+Н50,

Цифрами обозначены:

1 - Алюминиевый сердечник,

2 - экструдированный проводник,

3 - изоляционный материал, сшитый полиэтилен,

4 - отделяемый экструдированный полупроводник,

5 - металлический экран, выполненный из алюминиевой ленты, располо-женной по длине и приклеенной к внешней оболочки,

6 - оболочка из ПВХ, разработанного для применения на открытом воздухе,

7 - изолированный несущий трос.

Для обеспечения пропуска номинального тока и снижения потерь энергии в проводниках необходима прокладка трех параллельных кабелей XKDT-L 3х240+Н50, с суммарным номинальным током 1509 А.

Подвеска кабелей осуществляется на опорах марки СО с помощью кронштейнов (ES 50-25). Крепление кабелей к траверсам осуществляется с помощью анкерных зажимов несущего троса (А50R+TR) и поддерживающего зажима (PS50-25).

Для защиты кабельной вставки от коммутационных перенапряжений, вызываемых работой вакуумных выключателей В356Т-В35-7Т, в точках подключения кабельной вставки проектом предусматривается установка ограничителей перенапряжений ОПН-П-1-35/40,5/10/2 УХЛ1. Установка ОПН осуществляется на железобетонные стойки. Заземление осуществляется металлической полосой с присоединением к существующему контуру заземления ОРУ.

Применение воздушной прокладки кабеля обусловлено:

- особыми условиями выполнения работ по реконструкции. Применение воздушной прокладки кабелей на несущих тросах позволяет снизить длительность работ по реконструкции так как, не требуется монтаж дополнительных поддерживающих конструкций по длине трассы кабельной вставки;

- невозможностью подземной прокладки кабеля в связи с тем что на площадке ОРУ на пути трассы кабельной вставки установлены кабельные лотки цепей РЗА и сигнализации, и они не подлежат реконструкции.

- дороговизна и сложность наземной прокладки кабелей в связи с необходимостью установки кабельной эстакады. Установка кабельной эстакады перегородит проходы к оборудованию ОРУ находящемуся в зоне трассы кабельной вставки.

Кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена среднего класса напряжения (до 35 кВ) применяются в энергетике с начала 60-х годов. Массовое производство кабелей с номинальным напряжением 123 кВ началось с 1971 года. Усиливающаяся тенденция к применению кабелей с пластмассовой изоляцией (то есть главным образом, с изоляцией из сшитого полиэтилена) в диапазоне напряжений свыше 60 кВ, привела к тому, что были созданы, испытаны, и уже используются кабели с номинальным напряжением до 500 кВ. Изоляция из сшитого полиэтилена (XLPE - cross-linked polyethylene или вулканизированный полиэтилен) представляет собой однородную диэлектрическую массу полиэтилена с дополнительными поперечными связями между молекулами по углеродным цепочкам, образующимися в результате технологического процесса, называемого вулканизацией, или сшивкой. Характерной особенностью сшитого полиэтилена являются его превосходные диэлектрические свойства вследствие того, что поляризация молекул в электрическом поле затруднена из-за больших размеров молекулярных кластеров.

Совершенствование производственных технологических процессов, позволивших перейти от термопластичного полиэтилена к термоэластичному вулканизированному полиэтилену, привело к широкому его использованию в качестве изоляции силовых кабелей. Более высокая температурная стабильность материала - с практически неменяющимися диэлектрическими параметрами - означает более высокие токовые нагрузки, как рабочие, так и в режиме короткого замыкания.

Дополнительными преимуществами являются:

- низкое значение тангенса угла диэлектрических потерь t_nδ = 410^-4;

- малая величина емкости;

- малый удельный вес;

- малый радиус изгиба;

- легкость и удобство при монтаже;

- простой монтаж арматуры;

- отсутствие необходимости в дальнейшем обслуживании.

2.2 Техническая характеристика кабелей из шитого полиэтилена

Кабели служат для передачи тока при заданном напряжении. И ток и напряжение вызывают потери, генерируя тепло, которое рассеивается в окружающее пространство. Тепло может отводиться при помощи механизмов теплопроводности, излучения и конвекции.

Излучение и конвекция присутствуют в случае прокладки кабелей на воздухе. Теплопроводность применима только к кабелям, находящимся в земле. В то время как физико-математические условия нахождения кабелей на воздухе достаточно легко моделируются, то в случае кабелей, проложенных в земле, необходимо делать упрощающее допущение (согласно МЭК 60287):

- все тепло, генерируемое в кабеле, поступает через почву на поверхность земли

- поверхность земли имеет бесконечную поглощающую способность

- вне зависимости от времени суток температура поверхности земли приравнивается к температуре окружающей среды ненагруженного кабеля.

Термическое сопротивление между проводником и его окружением предполагается одинаковым на всем протяжении длины кабеля. Вследствие этого имеется лишь радиальная составляющая теплообмена. На термической диаграмме (рисунок 2.2) представлены все основные компоненты.

Справедливо утверждать, что чем больше сечение проводника, то есть ниже электрическое сопротивление кабеля, тем больше передающее способность. Сопротивление проводника пропорционально возрастает с увеличением его температуры. Однако, в случае переменного тока должен быть рассмотрен дополнительный феномен. Магнитное поле, окружающее нагруженный проводник, служит причиной индукции токов во всех проводниках, находящихся в этом поле. Данное явление приводит к перераспределению токов в проводнике.

2.3 Конструкция высоковольтного кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена

Токопроводящая жила (алюминиевая) служит для протекания электрического тока.

При рассмотрении характеристик токопроводящей жилы необходимо отметить два электрических эффекта: поверхностный эффект и эффект близости.

Поверхностный эффект связан с вытеснением электрического тока к поверхности проводника, в результате чего плотность тока вблизи поверхности токопроводящей жилы превышает плотность тока в центре жилы. Этот эффект увеличивается с увеличением сечения используемого проводника.

Эффекта близости возникает при небольшом расстояние, разделяющее фазы одной линии.

Когда диаметр жилы значительно превышает расстояние между фазами, электрический ток стремится сконцентрироваться на наружной поверхности жилы. Действительно, внешние проводники, из которых состоит жила, имеют меньшую индуктивность, чем внутренние (индуктивность проводника возрастает при увеличении площади его наружной поверхности), и ток преимущественно проходит по проводникам, имеющим меньшую индуктивность и, следовательно, меньшее сопротивление.

На практике эффект близости проявляется слабее, чем скин-эффект, и быстро уменьшается с увеличением расстояния между кабелями.

Эффектом близости можно пренебречь, когда расстояние между двумя кабелями одной и той же цепи или двух соседних цепей, по крайней мере, в восемь раз превышает внешний диаметр жилы кабеля.

Существует два типа токопроводящих жил кабеля: круглые жилы компактной скрутки и сегментированные жилы (милликеновский проводник).

Круглые жилы компактной скрутки состоят из нескольких слоев проводников, расположенных концентрически и винтообразно.

Так как электрическое сопротивление между проводниками, из которых состоит жила, мало, то поверхностный эффект и эффект близости практичности идентичны тем, которые имеют место в монолитной жиле большого сечения.

Сегментированные жилы, которые также называются милликеновскими, собираются из нескольких проводников секторного сечения, которые формируют цилиндрическую жилу.

Проводник большого сечения разделен на несколько проводников секторной формы. Эти проводники, число которых находится в пределах от четырех до шести, называются секторами или сегментами. Они изолированы друг от друга ленточной изоляцией.

Спиральная конструкция исключает постоянное прохождение одних и тех же проводников жилы рядом друг с другом, что способствует снижению эффекта близости.

Для медных токопроводящих жил с сечение более 1600 мм² при изготовлении сегментированной жилы типа «Milliken» используются эмалированные диэлектрическим лаком проводники (приблизительно 2/3 общего количества проводников).

Рисунок 2.1 – Схема токопроводящей жилы

Эффект близости практически устраняется, потому что каждый проводник проходит как по наружным, так и по внутренним областям жилы. Поверхностный эффект уменьшается благодаря небольшому сечению используемых проводников, которые электрически изолированы друг от друга. Использование конструкции с эмалированными проводниками позволяет уменьшить сечение жилы при той же пропускной способности.

Например, медный кабель сечением 2000 мм², в котором используются эмалированные проводники, позволяет заменить медный кабель сечением 2500 мм², в котором используются проводники без эмалевой изоляции. Формирование жилы с эмалированными проводниками выполняются с помощью специальной технологии, разработанной фирмой Nexans.

Также используется полупроводящий экран жилы. Этот экран применяется для выравнивания скачка напряженности электрического поля на границе токопроводящей жилы и слоя изоляции с помощью создания промежуточного полупроводящего слоя между токопроводящей жилой и изоляцией из сшитого полиэтилена.

Изоляционный материал изолирует токопроводящую жилу, которая находится под высоким напряжением, от экрана, который находится под потенциалом земли. Изоляционный материал должен выдерживать воздействие электрического поля, как в стационарном режиме, так и в переходных режимах.

Характеристики

Список файлов ВКР