Соотношения табличных и расчетных параметров показывают, что выбранный разъединитель удовлетворяет всем условиям выбора и проверки в данной цепи.

2.4.3 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбирают по номинальному напряжению, току и классу точности. В режиме КЗ они проверяются на электродинамическую и термическую стойкость. Так как трансформатор устанавливается в одной цепи с Q, то соответствующие расчетные величины для него такие же, как и для Q. Примем к установке трансформатор тока (ТТ) типа ТШЛП-10-УЗ с первичным номинальным током I1н= 1000 А, вторичным номинальным током I2н = 5 А, с классом точности вторичных обмоток 05/10Р, с номинальной вторичной нагрузкой в классе 0,5 z2n = 1,2 Ом.

Номинальные параметры трансформатора, расчетные величины в его цепи и соотношения между ними сведем в табл.2.8.

Таблица 2.8 - Параметры и расчетные величины трансформатора тока

Таким образом, выбранный трансформатор удовлетворяет условиям выбора и проверки в данной цепи.

Рассмотрим подробнее выбор трансформатора по классу точности: z2н ≥ z2pacч .Выполнение этого условия сводится к выбору сечения контрольного кабеля, соединяющего трансформатор с подключенными к нему приборами.

Допустимое сечение кабеля определим по (2.18):

rnp = 15 / 52 = 0,6Ом,

qк доп =0,0283 50 / ( 1,2 + 0,6 – 0,1 ) = 1,3 мм2 .

Таблица 2.9 - Вторичная нагрузка трансформатора тока

Примем к установке кабель КВВГ с алюминиевыми жилами сечением 4 мм2 . Определим сопротивление выбранного кабеля по (2.19):

rкаб = 0283·50 / 2,5 = 0,421 Oм,

Определим вторичное расчетное сопротивление:

z2pacч = 0,421 + 0,6 + 0,1 =1,121 Ом.

Из сравнения видно, что условие проверки по классу точности выполняется.

2.4.4 Выбор трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения выбирают:

-        по напряжению Uн ≥ Uн уст

-        по конструкции и схеме соединения обмоток.

Проверку работы ТН в классе точности производят по его суммарной нагрузке, которая определяется подключаемыми приборами. ТН в ЗРУ 10 кВ питает обмотки напряжения приборов, сборных шин, линий, колонок синхронизации, обходного выключателя.

Подсчет мощности произведем отдельно по активной и реактивной составляющим. При этом учтем, что cosφ обмоток приборов, кроме счетчиков, равен единице. У счетчиков активной и реактивной энергии cosφ = 0,38, a sinφ = 0,925.

Используя учебник [4, с.635] и справочник [2, с.387], составим табл.2.10. для подсчета мощности.

Полная суммарная потребляемая мощность по (2.20):

S2Σ = P2Σ2 + Q2Σ2 = 98,842 +16,652 = 127,12 В·А.     

Примем к установке три однофазных трехобмоточных трансформатора напряжения типа ЗНОМ-10-83У2 [2, с.336] с номинальной мощностью в классе 0,5 S2н = 75 В·А, соединенные в группу

3S2н = 225В·А > S2Σ = 127,12 В·А,

т.е. условие проверки по классу точности выполняется.

Выбираем контрольный кабель для связи ТН до релейного щита (длина кабеля 150 м) и от ввода основного кабеля на релейном щите до измерительных приборов, установленных на ЦЩУ (длина кабеля 120 м).

Ток нагрузки для вторичных цепей основных обмоток ТН по (2.23):

Iн = 3 · 127,12/ 100 = 2,19 А;

Таблица 2.10 – Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения

Допустимое наибольшее сопротивление фазного провода по (2.21):

rnp max = 0,5 / ( 3 · 2,19 ) = 0,132 Ом.

Принимая сопротивление одной жилы кабеля в фазе rnp ≤ 0,083 Ом и для Alγ = 34,5 м/(Ом·мм2) определяем сечение жилы кабеля по (2.25):

q = 150 / ( 34,5·0,083 ) = 17,46 мм2

Выбираем кабель 3 х60 + 1 х 20 мм2.

Действительное сопротивление его жил:

rnp = 50 / ( 34,5·60 ) = 0,024 Ом,

rо.np = 50 / ( 34,5·20 ) = 0,072 Ом.

ΔU = 3·I·rnp = 3·2,19·0,024 = 0,091 B <ΔUдоп = 0,5 В,

значит сечение выбрано верно.

2.5 Выбор токоведущих частей

2.5.1 Выбор гибких шин для ОРУ 110 кВ

Выбор сечения гибких шин производят по экономической плотности тока:

qэк = Iраб / jэк ,                                                              (2.27)

где    Iраб - длительный рабочий ток нормального режима (без перегрузок),A;

j эк - нормированная экономическая плотность тока, А/мм2(табл.4.1 [4]).

Как видно из результатов расчёта максимального режима, через шины ОРУ 110 кВ будет протекать ток Iраб = 390 А (см. приложение В).

qэк = 362 / 1 = 362 мм2.

Учитывая, что гибкие шины будут расположены в РУ открытого типа выберем по справочнику [2, с.428-430. табл.7.35] для каждой фазы шин сталеалюминиевые провода АС-400 с номинальным сечением 400 мм2, наружным диаметром d=27,8мм, допустимым током Iдоп=835А.

Осуществим проверку проводов.

Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется из условия нагрева:

Iраб. макс ≤ Iдл.доп      ,                                                       (2.28)

где    Iрабмакс берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение В).

Iраб. макс = 501 A ≤ Iдл.доп = 835 A.

Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится при трехфазном КЗ и заключается в сравнении температуры проводов в момент отключения КЗ θок и допустимой температурой θодоп [2, с. 17] (для сталеалюминиевых проводов это 200° С).

Для вычисления θок предварительно определим начальную температуру проводов:

θон = θоср + ( θодл.доп – θоср.н )·(Iнаиб / Iдоп)2 ,                     (2.29)

θон = 30° + ( 70° - 25°)·(501 / 835)2 = 46,2°С

где    θоср - температура воздуха (зададим θ0ср = 30°С);

θоср.н - нормированная температура воздуха (25°);

θодл.доп - допустимая температура проводов в длительном режиме (70°).

Зная θон и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников (кривая 4 на рис.1.1 справочника [2, с.19]) определим начальное значение удельного теплового импульса Ан = 0,4·104 А2/мм4 .

Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению:

Ак = Ак + Вк расч / q2                                                      (2.30)

Ак = 0,4·104 + 4,102·106 / 3942 = 0,41·104 A·c / мм4

Здесь q = 394 мм2 - сечение провода АС-400 по алюминию;

Вк расч = 4,102 кА2·с - расчетный тепловой импульс от протекания

полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).

Зная Ак , по той же кривой определим конечную температуру

Qк = 48° < 200° = Qодоп . Таким образом, провода шин ОРУ 110 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. T. к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.

Проверка проводов одной фазы сборных шин по электротермическому взаимодействию. Эта проверка производится, если провод каждой фазы расщеплен на несколько проводов, а ударный ток трехфазного КЗ i(3)у≥50кА. Проверка сводится к определению расстояния между дистанционными распорками, которые закрепляют провода в фазе. В нашем случае эта проверка не нужна, т.к. фазные провода сборных шин не Расщеплены.

Проверка по условиям коронного разряда. В нашем случае эта проверка не производится, т.к. сечение выбранных проводов шин ОРУ 110 кВ больше минимально допустимого по условию коронирования [2, табл.1.18, с.20]. В противном случае проверку можно произвести, используя методику, описанную в учебнике [4, с.236-238].

2.5.2 Выбор ошиновки линии

Выбор сечения производится по экономической плотности qэк, по формуле (2.27):

qэк = 362 / 1 = 362 мм2.

Выбираем для ошиновки сталеалюминиевый провод АС-400 с номинальным сечением 400 мм2, наружным диаметром d=27,8 мм, допустимым током Iдл.доп = 835 А.

Осуществим проверку проводов.

Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется по (2.28):

Iраб. макс = 501 A ≤ Iдл.доп = 835 A.

где Iраб. макс берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение Д).

Так как при проверке ошиновки линии и гибких шин ОРУ 110 кВ Iраб. макс одинаковы, и выбранные провода тоже одинаковые, то выбранный Для ошиновки провод заведомо проходит проверку на термическую стойкость, схлестывание и коронирование.

2.5.3 Выбор жёстких шин для ЗРУ 10 кВ

Выбор сечения жёстких шин производят по допустимому току по (2.28).

Принимаем алюминиевые однополосные шины 60x6 мм, с шириной полосы h=60мм, и толщиной шины b=6мм, сечением 360 мм2.

Iраб. макс = 808 A ≤ Iдл.доп = 870 A.

где Iраб. макс = Iр.ф. = 0,808 A.

Осуществим проверку шин.

Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится по сравнению выбранного сечения, с минимально допустимым сечением для термической стойкости.

qмин = Вк / С ,                                                     (2.31)

где    С - коэффициент, принимаемый по табл. 3.12 [4];

Вк = 15,382 кA2·с - расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).

qмин = 15,382·106 / 88 ≤ 360 мм2

Таким образом, выбранные шины термически устойчивы.

Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.

Проверка шин на механическую прочность. Наибольшее удельное Усилие при трёхфазном к.з. шин, Н/м, определяется по формуле:

f = 3·10-7· кф · iу2 / а                                            (2.32)

где    кф - коэффициент формы, кф =1;

а - расстояние между фазами, а=1,5м.

f = 3·10-7· 1 · 19,8862 / 1,5 = 45,66 Н/м.

Изгибающий момент определяется по формуле:

M = f · l2 / 10 ,                                                   (2.33)

где    l - длина пролёта, т.е. расстояние между опорными изоляторами, l = 2м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:

σрасч = М / W,                                                              (2.34)

где    W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, определяемый по формуле:

W = b·h2 / 6,                                                                (2.35)

W = 6·602 / 6 = 0,6 см ,

σрасч = 18,26 / 0,6 = 30,4 МПа.

Для алюминиевых шин допустимое механическое напряжение σдоп = 70МПа.

Как видно из сравнения, σрасч < σдоп , значит шины механически прочны.

2.5.4 Выбор изоляторов

Жёсткие шины крепятся на опорных изоляторах, выбор которых производится по следующим условиям:

- по номинальному напряжению установки:

Uном ≥ Uуст = 10 кВ;                                                    (2.36)

- по номинальному току:

Fрасч ≤ Fдоп                                                          (2.37)

где    Fрасч - сила, действующая на изолятор;

Fдоп - допустимая нагрузка на головку изолятора,

Fдоп = 0,6·Fразр

где    Fразр - разрушающая нагрузка при действии на изгиб (табл. ГО-4 [4]).

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12