Выбор основного электрооборудования и токоведущих частей

Выбор и проверка сборных шин на стороне НН

На стороне 10 кВ ПС применяются жесткие шины прямоугольного сечения. Выбор сборных шин проводится по максимальному длительному току нагрузки. Определим максимальный рабочий ток в цепи НН силового трансформатора по формуле:

(2.1).

Выбираем однополосные шины прямоугольного сечения из сплава алюминия АД331Т1 1008 мм с площадью поперечного сечения 797 мм² и допустимым длительным током Iдоп.= 1625 А. Шины на изоляторах располагаем плашмя.

Проверим выбранные шины на термическую стойкость при КЗ, используя приближенный способ. Требуется проверить условие qqmin. Для этого определим интеграл Джоуля по формуле:

(2.2).

где Та=0,042 с — постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ на шинах НН;

tотк=tрз+tо.в.=0,06 с — расчетное время отключения КЗ, включает в себя время срабатывания релейной защиты и полное время отключения выключателя. Для выключателя tо.в.=0,05 с, минимальное время срабатывания релейной защиты составляет tрз=0,01 с.

Определим минимальное допустимое термически стойкое сечение по формуле:

(2.3).

где с — функция, зависящая от типа и материала проводника. Для алюминиевых шин с =91 Ас½/мм2.

Условие qmin < qст выполняется (6,07 мм² < 797 мм2).

Для проверки шин на электродинамическую стойкость произведем механический расчет шинных конструкций.

Определяем пролет l.

.

где f0, Гц — собственная частота колебательной системы шины. Если собственные частоты меньше 30 и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает, поэтому примем f0 = 200 Гц;

l, м, длинна пролета между изоляторами;

J, см4, момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы;

q, см2, поперечное сечение шины;

см2;

см2;

м2;

Т. к. шины расположены плашмя.

см4.

где b — высота шины, см.

h — ширина шины, см.

см4;

м2;

м.

Т. е. принимаем l = 1,58 м.

Этот вариант дает экономию в количестве изоляторов, принимаем l = 0,95 м (в соответствии с конструкцией КРУН) Наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ, равно:

(2.4).

где, а — расстояние между осями соседних фаз (определяется габаритными размерами ячейки КРУН), примем а=0,22 м;

iу — ударный ток трехфазного КЗ на шинах НН, А.

Напряжение в материале однополосной шины:

(2.5).

где W — момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярный действию усилия, см3. Для шины, расположенной плашмя:

(2.6).

где l — длина пролета между опорными изоляторами вдоль шинной конструкции, м.

Шины будут динамически стойкими, если напряжение в материале шин не будет превышать допустимого доп.расч.Выбираем в качестве материала для шин алюминий.

Таблица 2.1 выбор сборных шин на низшем напряжении.

2. Выбор и проверка кабелей на отходящих линиях Кабели широко применяются в электроустановках. Потребители 10 кВ, как правило, получают питание по кабельным линиям, которые сначала прокладываются в кабельных туннелях в распределительном устройстве, а затем в земле (в траншеях). Для присоединений потребителей собственных нужд подстанций к соответствующим шинам также используются кабели 6 и 0,4 кВ. Эти кабели прокладываются в кабельных полуэтажах, кабельных туннелях, на металлических лотках, укрепленных на стенах и конструкциях здания или открытого распределительного устройства.

На линиях, отходящих к потребителям, выберем силовые кабели типа ААШв, так как кабели будут прокладываться в земле со средней коррозионной активностью, без блуждающих токов. Сечение жил будем выбирать по экономической плотности тока по формуле 2.11. Для кабелей jЭК = 1,2 А/мм2.

(2.7).

где n — число отходящих фидеров.

Выбираем алюминиевые кабели на 10 кВ 3х жильные, прокладка в земле со средней коррозийной активностью без блуждающих токов с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающими массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке.

Марка кабеля ААШв 3×150, Iдоп = 275 А Найдем рабочий максимальный ток кабеля:

(2.8).

где kи — поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, он равен 1.

kн — поправочный коэффициент на число рядом проложенных в земле кабелей, он равен 1.

kа.п — коэффициент, учитывающий дополнительную аварийную перегрузку кабелей, он равен 1.

Условие Iдоп > Iраб max (275 А > 269 А) выполняется.

Проверка на термическую стойкость.

Проверим выбранных кабелей на термическую стойкость при КЗ, используя приближенный способ. Требуется проверить условие qqmin. Для этого определим интеграл Джоуля по формуле:

(2.9).

Определим минимальное допустимое термически стойкое сечение по формуле:

(2.10).

Условие qmin < qст выполняется (5,526 мм² < 150 мм2).

Таблица 2.3.

Выбор кабелей на отходящие линии 10 кВ.

2. Выбор и проверка токоведущих частей на стороне ВН Ошиновку открытых РУ 110 кВ выполняем гибкой. Применяем сталеалюминевые провода марки АС. Сечения проводов выбираем по экономической плотности тока. Найдем рабочий ток на стороне ВН по формуле:

(2.11).

тупиковый подстанция электрооборудование экономический.

Экономическое сечение рассчитывается по формуле:

(2.12).

Согласно ПУЭ, условию проверки на коронирование при напряжении 110 кВ удовлетворяют провода с минимально допустимым сечением 70 мм². Выбираем провод АС-240/29 с Iдоп.= 610 А.

Проверим провод на максимальный длительный ток нагрузки. Максимальный рабочий ток на стороне ВН определяется по формуле:

(2.13).

Условие Iдоп. Imax.раб.ВН выполнено (610 А > 294,272 А).

Проверим выбранные шины на термическую стойкость при КЗ, используя приближенный способ. Требуется проверить условие qqmin. Для этого определим интеграл Джоуля по формуле:

Определим минимальное допустимое термически стойкое сечение по формуле:

(2.14).

Условие qmin < qст выполняется (0,486 мм² < 610 мм2).

На электродинамическую стойкость не проводим ввиду больших расстояний между фазами.

Проверку по условиям коронирования не производим, т.к. по ПУЭ для напряжения 110 кВ этому условию удовлетворяют все провода, сечения которых больше 70 мм².

Выбор изоляторов на стороне высшего напряжения На стороне 110 кВ выбираем опорные подвесные изоляторы типа ПС — 70 Е в количестве 8 шт. на фазу.