Электротехника \ Электроснабжение промышленных предприятий

Выбор высоковольтного и низковольтного электрооборудования и токоведущих частей, страница 4

– ударный ток КЗ расчётный, кА;

a, l – расстояние и длина между токоведущими частями, см.

Дополнительно проверка проходных изоляторов на термодинамическую устойчивость делается по формуле:

I_н.т.у. ≥I_∞_расч

4.6 Выбор и проверка шин

Сборные шины предназначены для приёма и распределения электроэнергии. Они являются элементами многократного присоединения и могут быть выполнены из меди, стали, алюминия. В связи с ростом плотности нагрузок появилась необходимость разработки токопроводов на токи 2000-5000 А длиной, соизмеримой с длиной кабеле разводки. Мощные токопроводы, называемые шинопроводами, выполняются гибкими или жёсткими, подвесными симметричными и несимметричными.

Сборные шины выбираются по максимальному допустимому току нагрузки в длительном режиме I_доп.

I_доп=K₁∙K₂∙K₃∙I_доп.о. , (4.3)

где K₁,K₂,K₃ – поправочные коэффициенты соответственно при расположении шин горизонтально (K₁=0,95), по длительно допустимому току для многополосных шин, для шин при температуре окружающей среды, отличной от +25⁰С;

I_доп.о. – длительно допустимый ток для одной полосы при температуре шины +70⁰С, температуре окружающей среды +25⁰С и расположении шин вертикально (на ребро) при креплении на изоляторе.

Поправочные коэффициенты и токи I_доп.о. даны в табл. 5.6…5.8 [Л.1,2 кн.].

Дополнительно шины выбираются по экономически целесообразному сечению, под которым понимается такое ближайшее меньшее стандартное сечение по отношению к расчётному; использование такого сечения ведёт к наименьшим годовым затратам. В настоящее время преимущественно, для отыскания экономическое сечение S_э пользуются экономической плотностью тока j_э, величина которого зависит от материала, конструкции провода и времени T_и (см. табл. 12.11 [Л.2]).

Однако сечение по формуле иногда превышает расчётное по техническим условиям в 2-3 раза и не учитывает переменный характер экономических потерь с изменением стоимости электроэнергии при передаче переменных по величине мощностей. Поэтому в [1,2] предлагается определять сечение с учётом годовых затрат «3».

З=С_э+в∙К (4.3)

где С_э – годовые издержки,

К – годовые капитальные затраты с учётом срока окупаемости сети,

в=0,125…0,15 – коэффициент пропорциональности.

Кривые годовых затрат приведены на рис. 9.1 [1].

После выбора шин по длительно допустимому току и экономически целесообразному сечению, необходима проверка шин по условиям воздействия тока КЗ.

Значения моментов сопротивлений для шин различной формы даны в Л.1, кн.1, табл. 5-10.

Для однополосных шин справедливо соотношение

(4.10)

а для многополосных –

(4.11)

где f_п – удельное усилие, приходящееся на 1 см длины, от взаимодействия между полосами пакета, см. [1, кн.1, рис. 5-4.].

При проверке шин на термоустойчивость к токам КЗ на практике пользуются формулой

(4.12)

где S_ту – термически устойчивое сечение, мм²,

– термический коэффициент материала шин (см. табл. 5.11 Л.4).

Шины проверяют дополнительно на механический резонанс, используя частотные характеристики [1, кн.1, рис. 14-15…14-19], а также на потерю напряжения (для шинопроводов).

Шинопроводы могут быть по исполнению открытыми, защищёнными и закрытыми, а по назначению – магистральными (из алюминиевых шин), распределительными штепсельного типа (из алюминиевых или медных шин), распределительными с постоянными контактными выводами (из стальных шин). Технические данные по шинопроводам ШМА-59 (магистральным) и ШРА-60 (распределительным) даны в [2, табл. 12.1].

Потеря напряжения в магистральном шинопроводе ΔU_мне должна быть выше 1,8%. Она определяется по формуле:

(4.13)