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]).
Fрасч = 3 · ( iу2 / а )·l·kh·10-7 = f l kh, (2.37)
где kh - поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена «на ребро».
kh = ( Hиз + b/2 ) / Низ, (2.38)
kh = ( 120 + 6/2 ) / 120 = 1,025,
Fрасч = 45,66·2·1,025 = 93,6 Н.
Таким образом, принимаем к установке изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ со следующими параметрами:
Номинальное напряжение Uн 10 кВ
Наибольшее рабочее напряжение Uмах 12 кВ
Напряжение испытательное грозового импульса 80 кВ
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
