Диплом Васильев А.А. (2) (1226903), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Рассчитаем значение ударного тока для однофазного короткого замыкания для точки К4:
| | (5.28) |
| где | |
= 1,7 - ударный коэффициент, определяется по справочнику .
5.5 Расчет теплового импульса
Тепловой импульс от тока КЗ определять как сумму интегралов Джоуля от периодической и апериодической составляющих тока КЗ.
За продолжительность КЗ принимать время от начала КЗ до его отключения (tоткл), равное времени действия резервной релейной защиты (в зоне которой находится проверяемый проводник) и полному времени отключения выключателя.
Определим тепловой импульс при коротком замыкании для точки К1 из выражения для РУ 110 кВ:
| | (5.29) |
| где | |
- время продолжительности тока короткого замыкания, с; Значение, согласно справочным данным для шин системы на высокой стороне подстанции 
= 1.
Продолжительность действия тока короткого замыкания определяется по выражению:
| | (5.30) |
| где | |
- максимальное время срабатывания релейной защиты, с (для расчётов принимаем 0,4 с); 
- время отключения короткозамкнутого контура выключателем принимаем для расчётов 0,06 с. 
с.
Постоянную времени затухания апериодической составляющей контура короткого замыкания определим по выражению:
|
| (5.31) |
| где | |
- эквивалентные реактивное сопротивление и индуктивность контура короткого замыкания, Ом; 
- эквивалентные активное сопротивление контура короткого замыкания, Ом; 
- угловая частота сети, рад/с. Для упрощения расчётов, примем согласно справочных данных для данного присоединения РУ 110 кВ значение 
= 0,05 с.
Тогда, значение теплового импульса:
Аналогично рассчитаем величину теплового импульса для распределительных устройств 35 кВ и 6 кВ.
Определим тепловой импульс при коротком замыкании для точки К2 из выражения для РУ 35 кВ, причем согласно справочных данных для данного присоединения РУ 35 кВ значение = 0,045 с:
Определим тепловой импульс при коротком замыкании для точки К4 из выражения для РУ 6 кВ, причем согласно справочных данных для данного присоединения РУ 6 кВ значение = 0,06 с:
6 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ НА ПОДСТАНЦИИ
6.1 Выбор сборных шин распределительных устройств
Сборку закрытого распределительного устройства на напряжение 110 кВ выполним жесткими шинами [6]. Шины на напряжении 35 кВ и 6 кВ выполним жесткими проводниками - алюминиевыми шинами. При выборе и монтаже сборных шин и кабельных вставок произведем по условиям длительного режима под нагрузкой и стойкости при электродинамическом воздействии при коротком замыкании [1,7].
Для распределительных устройств производим выбор и проверку системы шин по условиям:
1. Экономической плотности протекающего тока;
2. Максимальному рабочему току (в том числе и в утяжеленном режиме);
3. Термическую устойчивость;
4. Электродинамическую (механическую) устойчивость.
Согласно ПУЭ и ПТЭ сборные шины и ошиновка в пределах ОРУ и ЗРУ всех классов напряжений по экономической плотности тока проверку не проходят.
Вычислим максимальный рабочий ток для системы сборных шин:
| | (6.1) |
| где | |
- максимальный рабочий ток, А.| | (6.2) | |
| где | | |
= 1,4 - коэффициент аварийной перегрузки трансформатора. 
По справочнику выбираем шины алюминиевые прямоугольного сечения размерами B = 30 мм, Н = 4 мм с допустимым длительным током 
= 370 А.
Проверку проходит.
Проверим на термическую устойчивость выбранные шины:
| | (6.3) |
| | (6.4) |
| где | |
= 90 А.с0,5/мм2 - коэффициент термической стойкости для алюминиевых шин из справочника [7]. 
Проверку проходит.
Проверим по механической устойчивости и определим наибольшую силу действующую при коротком замыкании:
| | (6.5) |
| где а - минимальное расстояние между шинами разных фаз при напряжении 110 кВ, по ПУЭ а = 800 мм. | |
Определим изгибающий момент для шин:
| | (6.6) | |
| где | | |
= 1 м - расстояние между изоляторами шин, см. 
Рассчитаем величину напряжения в шинах под действием изгибающего момента:
| | (6.7) |
| где w - момент сопротивления шины относительно прилагаемого усилия. | |
Определим момент сопротивления прямоугольной медной шины:
| | (6.8) |
По справочной таблице максимально допустимое напряжение медных шин 
85 МПа [7].
Определим по условию (6.27) условие устойчивости:
| | (6.9) |
Проверку проходит.
Окончательно принимаем для установки в ЗРУ 110 кВ однополосные прямоугольные шины с размерами 30х4 мм.
Идентично выбираем материал и конструкцию шин для РУ 35 кВ и 6 кВ, результаты выбора и проверки представим в виде таблицы 5.1.
Таблица 5.1 - Выбор шин для РУ 35 кВ и РУ 6 кВ
| Наименование | Материал шины и размеры | Длительный режим | Условия проверки | ||
|
|
|
|
| ||
| РУ 35 кВ | Алюминиевая шина 80х10 мм | 40,27 | 923,76 |
|
|
| РУ 6 кВ | Алюминиевая шина 2х120х10 мм | 118,56 | 3849,3 |
|
|
6.2 Выбор выключателей
Высоковольтные выключатели – это коммутационные аппараты, предназначенные для включения, отключения электрических цепей в нормальных режимах и для автоматического отключения поврежденных элементов системы электроснабжения при КЗ и других аварийных режимах.
Высоковольтные выключатели имеют дугогасительные устройства и поэтому способны отключать не только токи нагрузки, но и токи КЗ.
По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают масляные, воздушные, элегазовые, электромагнитные, автогазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относятся выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. Кроме того, по роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных РУ.
Высоковольтные выключатели должны предусматриваться на линиях, как правило, в начале, т. е. со стороны питания. Количество коммутационных аппаратов на различных присоединениях выбирается исходя из требований надежности и принципа построения систем релейной защиты и сетевой противоаварийной автоматики.
Выключатели для осуществления коммутации в линиях и присоединениях РУ выбираются по конструкции и виду их установки, а также по номинальным электрическим параметрам - напряжению и току [6].
1. Выбор по напряжению:
|
| (6.10) |
| где | |
- номинальное напряжение линии, кВ; 
- номинальное напряжение выключателя, кВ.2. Выбор по току:
|
| (6.11) |
| где | |
- номинальный ток выключателя, кА.Проверка по току КЗ на электродинамическую стойкость:
3. По предельному периодическому току КЗ:
|
| (6.12) |
| где | |
- эффективное значение предельного сквозного тока выключателя, кА; 
- ток КЗ, кА.4. По ударному току при КЗ:
|
| (6.13) |
| где | |
- амплитудная величина сквозного тока выключателя, кА; 
- ударный ток КЗ, кА.5. На термическую стойкость при КЗ:
|
| (6.14) |
| где | |
- предельный термический ток выключателя, кА; 
- время протекания термического тока, с.6. По отключающей способности (по номинальному периодическому току отключения):
|
| (6.15) | |
| где |
| |
- номинальный ток отключения выключателя, кА.Выбор и проверку выключателей произведем по представленным выше условиям и результаты приведем в таблице 6.2.
Таблица 6.2 - Выбор и проверка выключателей
| Наименование | Тип выключателя | Тип привода | Uн ≤ Uвыкл, кВ | Iрасч ≤ Iвыкл, кA | Iп.с ≥ Iкз, кA | iпр.с ≥ iуд, кA iуд = kу . Iкз, кA | I2т . tт ≥ Вк, кAс | Iном.отк ≥Iкз, кA |
| РУ 110 кВ | ВГУ-110II-40/3150У1 | Пружинный | 110 ≤ 145 | 293,92 ≤ 3150 | 40 ≥ 21,5 | 40 ≥ 39,5 | 402 . 3 ≥ 235,74 | 40 ≥ 21,5 |
| РУ 35 кВ | ВВУ-СЭЩ-Э-35-20/1000 | Электромагнитный | 35 = 35 | 923,76 ≤ 1000 | 20 ≥ 8,93 | 20 ≥ 20 | 202 . 3 ≥ 40,27 | 20 ≥ 8,93 |
| РУ 6 кВ | ВВУ-СЭЩ-Э-10-31,5-40/1000-3150 | Электромагнитный | 6 ≤ 10 | 400 ≤ 1000 | 40 ≥ 15,1 | 40 ≥ 34,16 | 402 . 3 ≥ 118,56 | 40 ≥ 15,1 |
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
