Расчет и проектирование теплофикационной электрической станции мощностью 960 МВт, страница 10

	Расчетные данные	Каталожные данные
Номинальное напряжение	10,5 кВ	20 кВ
Номинальный ток	967 А	1600 А
Ток электродинамической стойкости	172.4 кА	560 кА

10.3 Выбор токопровода на стороне низшего напряжения ТСН

Комплектные токопроводы 6-10 кВ предназначены для соединения рабочих ТСН со шкафами КРУ, а также предназначены для цепей резервных ТСН 6 кВ.

Токопроводы с разделением фаз применяются для ввода электроэнергии от рабочих ТСН до шкафа ввода в КРУ СН. Токопроводы без разделения фаз используются для цепей резервного питания.

Выбираем закрытый комплектный токопровод с разделением фаз

ТЗКЭП-6-2000.Диаметр экрана 361 мм.

Ток утяжеленного режима низкой стороны ТСН:

Таблица 10.3 - Выбор типа токопровода на стороне низшего напряжения ТСН

	Расчетные данные	Каталожные данные
Номинальное напряжение	6 кВ	6 кВ
Номинальный ток	1613 А	2000 А
Ток электродинамической стойкости	32 кА	128 кА

10.4 Выбор токопроводов высокого напряжения

10.4.1 Выбор токопроводов на участке трансформатор блока – сборные

 шины 110 кВ

Токоведущие части от выводов 110 кВ блочного трансформатора до сборных шин 110 кВ выполняем гибкими проводами.

Сечение выбираем по экономической плотности тока:

  [2, табл. 4.5 стр. 233]

Выбираем 2хАС 400/51 по [1,стр.428,табл.7.35]:

Сечение провода S=394 мм²

Диаметр провода d₀=27,5 мм

Допустимый ток I_доп=705 А

Проверка по допустимому току:

2*705 А > 364 А                     I_доп>I_норм

Междуфазное расстояние D = 3000 мм для напряжения 110 кВ [1,стр.505].

При таком расстоянии силы взаимодействия между фазами невелики, поэтому расчет на электродинамическое действие для гибких токопроводов не производят. Однако при больших токах КЗ провода в фазах могут настолько сблизиться друг с другом, что произойдет их схлестывание.

Наибольшее сближение фаз наблюдается при двухфазном К.З.

Находим периодическую составляющую тока при двухфазном К.З:

кА

Определяем усилие от длительного протекания тока 2-х фазного КЗ:

Где a – расстояние между фазами.

Определяем силу тяжести (с учетом внутрифазных распорок):

Н/м

h - стрела провеса (h=2м).

Эквивалентное по импульсу время действие быстродействующей защиты

Из графика [2,стр. 235] определяем:  b - отклонение провода  и α  - угол отклонения:  

м

Найдем максимально допустимое отклонение провода:

см

 - наименьшее допустимое расстояние между соседними фазами в момент их наибольшего сближения.

Условие проверки на схлестывание проводов:

b<b_доп

30<150 – Схлестывания проводов не произойдет, т.к. условие выполняется.

Проверка на термическое действие не производится, так как пучок гибких проводов имеет большую поверхность охлаждения.

В качестве токопровода на участке трансформатор блока - сборные шины РУСН 110 АС 400/51

10.5 Выбор сборных шин РУВН 110 кВ

В качестве сборных шин ОРУ 110 кВ принимаем к установке сборные шины, выполненные на базе жесткой ошиновки в составе модуля КМ ОРУ 110 кВ. Особеностью конструкции которого, является подвесной шинный разъединитель, не требующий обслуживания, что позволяет разработать схему ОРУ с одним выключателем на две рабочие системы шин. Применение данного модуля является более надежным решением, т.к. все регламентные и ремонтные работы на оборудовании в ячейке можно проводить без погашения системы сборных шин в полном соответствии с требованиями по электробезопасности.

Рисунок 10.1 Сборные шины РУВН 110 кВ

10.6 Выбор сборных шин 6,3 кВ

Расчетные токи продолжительных режимов:

Выбираем однополосные шины с расположением плашмя.

Выбираем шины 100 х 8 мм

q=800 мм²    b=8 мм²     h=100 мм² см рис.

 - проверка по допустимому току

[2,табл. П3.4 ]

880 А<1495 А

Проверка на термическую стойкость:

B_k=90,381 кА²с

q>q_min

Где С- функция, зависящая от материала шины.

Для алюминия

Проверка на механическую стойкость:

Условие что не возникнет механического резонанса:

f₀ >200 Гц, где f₀- частота собственных колебаний

 ,где l – длина пролета между изоляторами;

J – момент инерции шинной конструкции.

Отсюда

Момент инерции шинной конструкции:

Принимаем l=0,75 м

Расстояние межу фазами принимаем a=0,3 м

Ударный ток равен i_уд=51 А

К_ф=1 коэффициент формы равен  единице, так как расстояние между фазами больше периметра шин.

Наибольшее усилие при трехфазном КЗ, Н/м:

Изгибающий момент:

Момент сопротивления шины:

Напряжение в материале шины:

[2, стр. 224 табл. 4.2]

6,33 < 40 МПа

 значит шины механически прочны.

Рисунок 10.2 - Сборные шины 6 кВ

10.7 Выбор кабелей от шин 6,3 кВ к электродвигателю и ТСН 2

10.7.1 Выбор кабеля от шин 6,3 кВ до двигателя

Кабель к электродвигателю собственных нужд 4АЗМ – 5000/6000 УХЛ4, используемого в качестве электропривода насоса газодожимной компрессорной станции.

Номинальное напряжение: ,

Номинальная мощность: ,

КПД:

Номинальный косинус :

Номинальный ток электродвигателя:

Выбираем кабель марки АВБбШнг-LS, выполненный из негорючего материала, трехжильный.

Время использования максимума нагрузки принимаем

Тогда экономическая плотность тока для кабелей с жилами из алюминия:

Экономическое сечение:

Принимаем 3 трехжильных кабеля 3 х 3 х 120 мм²,  для одного кабеля.

Поправочный коэффициент на число кабелей

k₁=1

Поправочный коэффициент на температуру воздуха (35⁰С):

k₂=0.87

Кабель проходит по максимально допустимому току:

Для проверки по термической стойкости кабеля определяем тепловой импульс тока КЗ.

Согласно ПУЭ допускается проверять кабель на термическую стойкость за пучком параллельных кабелей.

Расчет удобно вести в именованных единицах.

Рисунок 10.2 - Схема замещения для расчета КЗ в конце пучка кабелей

Расчет сопротивления трансформатора в именованных единицах:

Сопротивление кабеля марки АВБбШнг-LS 3 х 120 мм²: