07РАЗДЕЛЫ ДИПЛОМА (1226822), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 5.1 – Максимальные рабочие токи

Максимальный рабочий ток питающих вводов подстанции определяем по формуле из [2]

, (5.1)

где – коэффициент, учитывающий транзит энергии через шины подстанции, принимаем равным ; S_н.т. – номинальная мощность понижающего трансформатора, кВА; n – количество трансформаторов, подключенных к сборным шинам, n=2 ; U_н - номинальное напряжение на вводе подстанции, кВ.

Определяем рабочий ток питающих вводов 35 кВ:

А.

Максимальный рабочий ток сборных шин определяется по формуле [2]:

, (5.2)

где – коэффициент перегрузки, принимаем равным ; К_р.н. – коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам, принимаем равным .

Тогда максимальный рабочий ток сборных шин 10 кВ:

А.

Максимальный рабочий ток сборных шин 0,4 кВ:

А.

Максимальный рабочий ток ввода понизительных трансформаторов определим по формуле из [2]:

, (5.3)

где U_н.т.1 - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора.

Необходимо определить максимальный рабочий ток ввода силового трансформатора

А.

Максимальный рабочий ток ввода трансформатора собственных нужд:

А.

Найдём максимальный рабочий ток ввода РУ-10 кВ и РУ-0,4 кВ, воспользовавшись выражением:

. (5.4)

Тогда максимальный рабочий ток ввода РУ-10 кВ:

А.

Максимальный рабочий ток ввода РУ-0,4 кВ:

А.

Максимальные рабочие токи фидеров районной нагрузки находятся по формуле из [2]:

, (5.5)

где S_н.ф. – номинальная мощность фидера, S_{н.ф.10 кВ} =560 кВА, S_{н.ф.0,4 кВ} =15 кВА.

Тогда максимальный рабочий ток фидера 10 кВ:

А.

Тогда максимальный рабочий ток фидера 0,4 кВ:

А.

Максимальный рабочий ток перемычки между вводами найдем по формуле:

. (5.6)

Тогда

А.

Результаты расчетов токов короткого замыкания сводим в таблицу (приложение Б).

5.2 Определение величины теплового импульса

Для проверки электрических аппаратов и токоведущих элементов по термической устойчивости в режиме короткого замыкания необходимо определить величину теплового импульса, (кА)²с из [2] по формуле:

, (5.7)

где – периодическая составляющая сверхпереходного тока, кА; – относительное значение теплового импульса, принимается равным 1; – постоянная времени цепи короткого замыкания, =0,05 с; – время протекания тока короткого замыкания, с, определяется по формуле:

, (5.8)

где – время срабатывания основной защиты; – полное время отключения выключателя, принимаем равным 0,1 с.

Приведем пример расчета теплового импульса для питающего ввода 35 кВ:

с;

кА²с.

Результаты остальных расчетов сведём в таблицу (приложение Б).

5.3 Выбор сборных шин и токоведущих элементов

Для вводов распределительных устройств, напряжением выше 20 кВ применяют гибкие шины из проводов марки АС. Сборные шины РУ-35 кВ и РУ-10 кВ выполняются жёсткими алюминиевыми или медными шинами. Выбор сборных шин производится по условиям длительного (номинального) режима работы и устойчивости в режиме короткого замыкания, по методике изложенной в [2]. Гибкие шины и кабели не проверяют по экономической целесообразности. Выбор кабельной вставки для ТСН был произведён ранее.

Шины проверяются по длительному допускаемому току:

, (5.9)

где – длительно допускаемый ток для выбранного сечения, А; – максимальный рабочий ток сборных шин, А.

По термической стойкости сборные шины должны удовлетворять условию:

, (5.10)

где q – проверяемое сечение, мм₂; – минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию её термической стойкости, мм ; – тепловой импульс тока короткого замыкания для характерной точки подстанции; С – коэффициент, учитывающий марку материала шин, для алюминиевых шин и проводов , для медных шин .

Жесткие шины проверяются на электродинамическую стойкость.

, (5.11)

где –допускаемое механическое напряжение шин, для медных шин =140 МПа; – механическое напряжение, возникающее в шинах, укрепленных на опорных изоляторах, при коротком замыкании, МПа:

, (5.12)

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м; – ударный ток короткого замыкания, кА; a – расстояние между осями соседних шин, м; W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, м .

Момент сопротивления однополюсных прямоугольных шин при расположении плашмя, м³, определяем по формуле:

, (5.13)

где b – толщина шины, м; h – ширина шины, м.

Для проводов и шин открытых РУ дополнительно выполняется проверка по условиям коронирования. Условие отсутствия коронирования выполняется, если соблюдается условие:

, (5.14)

где Е₀ – максимальные значения начальной критической напряженности электрического поля, кВ/см, при котором возникает разряд в виде короны; Е – напряженность электрического поля около поверхности провода, кВ/см.

Максимальные значения начальной критической напряженности электрического поля определяется по формуле:

, (5.15)

где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, ; r_пр – радиус провода, см.

Напряженность электрического поля около поверхности провода определяется по формуле:

, (5.16)

где Д_ср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см; U – линейное напряжение, кВ.

Приведем пример расчета для питающего ввода РУ-35 кВ, на который устанавливаем гибкие шины АС-95/16. Допустимый продолжительный ток для таких шин равен 330 А.

Максимальный расчетный ток питающего ввода А.

Проверяем по условию нагрева:

.

Сечение провода АС-95/16 q=95 мм_2.

Найдем минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию её термической стойкости, по формуле (5.10):

мм².

Условие по термической стойкости выполняется:

.

Максимальные значения начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, определяем по формуле (5.15):

кВ/см.

Напряженность электрического поля около поверхности провода находим по формуле (5.16):

кВ/см.

Условие отсутствия коронирования проверяем по выражению (5.14), кВ/см:

30,5 кВ/см 8,37 кВ/см.

Для примера выполним проверку жестких шин на вводе силового трансформатора на электродинамическую стойкость. Выбираем медные шины МТ 20х3 с допускаемым механическим напряжением =140 МПа. Проверку на электродинамическую стойкость выполняем согласно условию (5.11).

Из выражения (5.13) найдем сопротивление однополюсных прямоугольных шин при расположении плашмя:

.

Тогда механическое напряжение, возникающее в шинах при коротком замыкании по формуле (5.12), при расстоянии между соседними опорными изоляторами 1 м и расстоянии между осями шин соседних фаз 0,25 м и кА:

МПа;

.

Условие выполняется, поэтому выбираем для вводов трансформаторов медные шины МТ 20х3.

Остальные расчеты выполняем аналогично, результаты расчетов приведены в таблицу (приложение Б).

5.4 Выбор изоляторов

В открытых распределительных устройствах подстанции, гибкие шины, обычно крепятся на гирляндах подвесных изоляторов. Количество подвесных изоляторов в гирлянде зависит от их типов и напряжения установки. Для питающих вводов 35 кВ выбираем полимерные подвесные изоляторы ЛК-70/35-АIV [4].

Для РУ-35 кВ и РУ-10 кВ применяются опорные изоляторы, которые проверяются по допускаемой нагрузке, рассчитаем по формуле:

, (5.17)

где F – сила действующая на изолятор при коротком замыкании, Н; F_раз – разрушающая нагрузка на изгиб изолятора по каталогу, Н.

При коротком замыкании на изоляторы действует сила, которую находим по формуле:

. (5.18)

Для РУ-35 кВ выбираем опорно-стержневые изоляторы ИОС-35-500-01 УХЛ1 [5] , с разрушающей нагрузкой F_раз = 5000 Н.

Произведем проверку:

Н;

.

Данный тип изоляторов удовлетворяет расчетным условиям.

Для РУ-10 кВ выбираем опорно-стержневые изоляторы ИОС-10-500, разрушающая нагрузка составляет F_раз = 5000 Н.

Выполним проверку:

Н;

.

Данный тип изоляторов удовлетворяет расчетным условиям.

5.5 Выбор выключателей

Выключатели выбирают в зависимости от места установки (внутренняя или наружная) и условий их работы. При выборе выключателей его паспортные параметры сравниваются с расчетными условиями работы. Выбору подлежит выключатель для всех РУ и присоединений с учетом наиболее тяжелого режима их работы. Выбор выключателей произведен по методике изложенной в 2, согласно следующих условий:

1. По номинальному напряжению:

, (5.19)

где U_н – номинальное напряжение, кВ; – рабочее напряжение РУ, кВ.

2. По номинальному длительному току:

, (5.20)

где – номинальный ток выключателя, А; – максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель, А..

3. По отключающей способности:

- по номинальному периодическому току отключения

, (5.21)

где I_отк – номинальный ток отключения выключателя, кА; – расчетное (действующее) значение периодической составляющей тока короткого замыкания, который предстоит отключать выключателю, кА.

- по апериодической составляющей тока отключения

, (5.22)

_где – апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя, кА; – расчетное (действующее) значение периодической составляющей тока; - номинальное нормированное значение относительного содержания апериодической составляющей в отключаемом токе в зависимости от _{наименьшего времени от начала короткого замыкания до расхождения дугогасительных контактов τ, которое находится по формуле:}

Характеристики

Список файлов ВКР