Расчётные величины
|
Каталожные данные разъединителя типа РНД3.1-35/1000 У1
|
Uуст
= 35 кВ
|
Uн
= 35 кВ
|
Iмакс
=649 А
|
Iном
=1000 А
|
iy
=25.71 кА
|
iпр.с
=80 кА
|
|
|
5.
Выбор токоведущих частей
Определяем рабочие токи отходящих
линий в нормальном режиме сети, А
Определяем
предварительно экономически целесообразное сечение кабелей линий, мм:
Где jэк - экономическая плотность тока, А/мм
(для кабеля с алюминиевыми жилами при Тм=5040 ч jэк
=1.2
Полученное сечение
округляем до ближайшего стандартного сечения 70 мм Iдоп
таб =165А.
Выбранное сечение
проверяем:
по допустимой токовой
нагрузке:
В послеаварийном режиме
< Iдоп таб =165А.
по условиям нагрева:
Длительно допустимый ток
по нагреву, А:
Где k1 - поправочный коэффициент, учитывающий число кабелей, лежащих
рядом в земле на температуру воздуха (kn=0.92
при n=2)
k2
- поправочный коэффициент на температуру земли (k2=1.06
при t=10°С)доп таб - длительно допустимый из условий нагрева ток
нагрузки
В нормальном режиме:
В послеаварийном режиме:
При сравнении
наибольшего тока в нормальном и послеаварийном режиме с длительно допустимым
током по нагреву выполняется неравенство и следовательно выбранные кабели
удовлетворяют условию допустимого нагрева.
по термической
стойкости:
Тепловой импульс, кА∙с:
Вк=22.59∙(0.155+0.05)=104.6
кА∙с
Вк=22.59∙(0.155+0.05)=104.6
кА∙с
Минимальное сечение
проводника. мм
Где С - функция,
значение которой приведены в таблице 3-13 (С=94 для кабелей с алюминиевыми
сплошными жилами и бумажной изоляцией).
Так как ,
принятое сечение не проходит по термической стойкости, поэтому выбираем кабель
ААШв 3240,
но проверяем его температуру при К.З. с учётом недогрузки в нормальном режиме,
°С:
Где -
температура окружающей среды,°С;
- длительно допускаемая
температура проводника,°С (для кабелей 10 кВ-=60°С;
- номинальная
температура окружающей среды,°С (для земли =15°С).
По кривой на рис 3-46
находим fн=13°С
Чему соответствует по
кривой рис. 3-46 =80°С<=200°С
(см. таблицу 3-11). Таким образом, кабель 3240 мм
проходит по термической стойкости.
5.1 Выбор токоведущей
связи и сборных шин РУ НН
Сборные шины РУ-10 кВ и
ошиновку выполняем жесткими прямоугольными алюминиевыми шинами.
Выбор сечения шин по
допустимому длительному току.
Выбранные шины должны
удовлетворять условиям нагрева при максимальных нагрузках ремонтного и
послеаварийного режима:
Где -
допустимый ток на шины выбранного сечения с учётом поправки при расположении
шин плашмя или температуре охлаждающей среды, отличной от принятой =25°С,
А:
-наибольший ток
ремонтного или послеаварийного режима, А:
Где -
допустимый ток по таблице П 3-2 при температуре охлаждающей среды =25°С,
А:
- действительная
температура охлаждающей среды,°С (среднемесячная температура жаркого месяца°С =+30°С).
Выбираем однополюсные
шины (12010)
мм=2070
По условию нагрева шины
проходят: =1946А=1925А
Проверка шин на
термическую стойкость:
Определяем температуру
шин до к.з.,°С:
По кривой на рис 3-46
находим fн=80°С, тогда Вк=35∙(0.155+0.01)=202
кА∙с
Чему соответствует по
кривой рис. 3-46 =100°С<=200°С
(см. таблицу 3-11). Таким образом, шины проходят по термической стойкости.
Проверка шин на
электродинамическую стойкость.
Проверка шин на
динамическую стойкость сводится к механическому расчёту шинной конструкции при
к.з. Механический резонанс будет исключён, если частота собственных колебаний
шинной конструкции будет меньше 30 и больше 200 Гц.
Длина пролёта между
изоляторами для алюминиевых шин, м:
Где f0 - частота собственных колебаний шинной конструкции, Гц;
J
- момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной
направлению изгибающей силы, см
q
- поперечное сечение шины, см
При расположении шин на
изоляторах «плашмя»:
Длина пролёта при
частоте собственных колебаний шинной конструкции меньше 30 Гц:
Длина пролёта при
частоте собственных колебаний шинной конструкции больше 200 Гц:
Принимаем длину пролёта l=1.7 м
Механический расчёт.
Наибольшее удельное
усилие при трёхфазном к.з., Н/м:
Где iуд - ударный ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-2
kф
- коэффициент формы;
а - расстояние между
осями полос, м
Изгибающий момент, Н∙м:
Момент сопротивления
шин, см:
Напряжение в материале
шин при действии изгибающего момента:
Шины механически прочны,
если
Где -
допустимое механическое напряжение в материале шин (см. таблицу 4-3 для
алюминиевых шин марки АДО =41.2
МПа
Условие выполняется,
следовательно, шины механически прочны.
5.3
Выбор токоведущей связи и сборных шин РУ ВН
В РУ 110 кВ применяются гибкие шины,
выполненные проводами АС. Согласно ПУЭ сборные шины в пределах открытых РУ по
экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому
току при максимальной нагрузки на шинах, А:
Выбираем провод марки
АСО-400/22, =830
А
Фазы расположены
горизонтально с расстоянием между фазами D=300 см; d=26.6 мм; радиус провода =13.3
мм=1.33 см
Проверка шин на
схлестывание не производится, так как мощность при 4000 МВ∙А
Проверка на термическое
действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на
открытом воздухе.
Проверка по условиям коронирования
в данном случае могла бы не производится, так как согласно ПУЭ минимальное
сечение воздушных линий 110 кВ 70 мм. Учитывая, что на ОРУ
110кВ расстояние между проводами меньше, чем на воздушных линиях, проведём
проверочный расчёт.
Начальная критическая
напряженность:
Где Е0 - начальная
критическая напряженность электрического поля, кВ/см;
m
- коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода;
- радиус провода, см
Напряжённость
электрического поля около поверхности нерасщеплённого провода:
Где U - линейное
напряжение, кВ;- расстояние между соседними фазами, см.
При горизонтальном
расположении проводов напряжённость на среднем проводе примерно на 7% больше
величин Е и Е0. Провода не будут коронировать, если наибольшая напряжённость не
более 0.9Е0. Условие образования короны можно записать:
Таким образом, провод
АСО-400/22 по условиям коронирования проходит.
Токоведущие части от
выводов 110 кВ ТП до сборных шин выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем
по экономической плотности тока, мм: .
Принимаем провод
АСО-400/22, наружный диаметр d=26.6 мм
Допустимый ток, А: =830
А
Проверяем провода по
допустимому току:
=830 А
Проверка на термическое
действие тока не производим. Проверку на коронирование также не производим, так
как выше было показано, что провод АСО-400/22 не коронирует.
5.4
Выбор токоведущей связи и сборных шин РУ СН
В ОРУ-35 кВ сборные шины выполняем
алюминиевыми шинами круглого сечения.
Выбор сечения шин по допустимому
длительному току.
Наибольший ток. А:
Выбираем алюминиевые
шины трубчатого сечения =1340
А d=54 мм; d=60
мм
Фазы расположены
горизонтально с расстоянием между фазами D=150 см.
Проверка на термическое
действие тока КЗ не производится, так как шины не имеют изоляции и выполнены на
открытом воздухе.
Для жёстких шин проверка
на корону не производится.
Момент сопротивления
шин, см
=41.2 МПа
Условие выполняется
следовательно шины механически прочны.
Токоведущие части от
трансформатора до РУ выполняем гибкими проводами.
Выбираем провод марки
АСО-240/32, =610
А d=21.6 мм
Проверка шин на
схлёстывание не производится.
Проверка на термическое
действие тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на
открытом воздухе.
Проверка по условиям
коронирования:
Напряжённость
электрического поля около поверхности нерасщеплённого провода:
Таким образом провод
АСО-240/32 по условиям коронирования проходит.
6.
Выбор средств ограничения токов к.з.
Максимальный уровень токов к.з. для
сетей и выше ограничеваются параметрами выключателей, трансформаторов, проводников
и другого оборудования, условиями обеспечения энергосистемы. В настоящее время
разработан комплекс мер, который позволяет регулировать уровни токов к.з.,
ограничивать их при развитии электроустановок. Однако применение таких средств
не является самоцелью и оправдано только после специально технико-экономических
обоснованиях.
На электрических станциях и в сетях
различного напряжения для ограничения токов к.з. используют:
а) раздельную работу частей
электроустановки (деление или секционирование сети). В месте секционирования
образуется так называемая точка деления сети, что позволяет уменьшить токи к.з.
в 1,5-2 раза. Секционирование обычно влечёт за собой увеличение потерь
электроэнергии в ЛЭП и в трансформаторах в нормальном режиме работы, так как распределение
потоков мощности при этом может быть не оптимальным. Поэтому решение о
секционировании должно приниматься после технико-экономического обоснования.
б) секционные и линейные реакторы.
Реакторы служат для ограничения
токов к.з. в мощных электроустановках, а также позволяют поддерживать на шинах
определённый уровень напряжения при повреждении за реакторами.
Основная область применения
реакторов - электрические сети напряжением 6-10 кВ. Иногда токоограничивающие
реакторы используются в установках 35 кВ. и выше, а также при напряжении ниже
1000 В.
в) трансформаторы с расплетённой
обмоткой низкого напряжения.
Заключение
В ходе курсового проекта провели
выбор и инженерное согласование силового оборудования и электрических нагрузок,
определили параметры элементов схемы замещения электрической системы для
расчета тока трехфазного короткого замыкания. Преобразовали схему замещения к
простейшему виду относительно точки короткого замыкания.
Список литературы
подстанция трансформатор замыкание
высоковольтный
1. Гук, Ю.Б. Проектирование электрической части станций и
подстанций / Ю.Б. Гук, В.В. Кантан. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 312 с.
2. Каталог на выключатели.
. Липкин, Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и
установок. - М.: Высшая школа, 1975. - 360 с.
. Рожкова, Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций /
Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. - М.: Энергия, 1980.
. Справочник по проектированию электроэнергетических систем
/ Под ред. С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий /
Под общей ред. А.А. Фёдорова и Г.В. Сербиновского. - М.: Энергия, 1973.
. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные
материалы для курсового и дипломного проектирования / Под ред. Б.Н. Неклепаева.
- М.: Энергия, 1978.