Выбор токоведущих частей электрической установки. Выбор сборных шин ГРУ-10кВ. Выбор гибкого подвесного токопровода от ГРУ к трансформатору собственных нужд

     6.   Выбор токоведущих частей

Основное  электрическое  оборудование  электростанции  и  аппараты  в  этих  цепях  соединяются  между  собой  проводниками  разного  типа,  которые  образуют  собой  токоведущие  части  электрической  установки.

Выбор сборных шин ГРУ-10кВ:

Все соединения внутри закрытого РУ 6-10 кВ, включая сборные шины, выполняются жесткими голыми алюминиевыми шинами прямоугольного или коробчатого сечения.

Предполагаем, что сборные шины располагаются в вершинах прямоугольного треугольника, расстояние между фазами 0,8 м, а длина пролета 2 м. выбор призводим по току самого мощного присоединения (генератор ТВС-60-2) .

Ток нормального режима:              А.                 (6,1)

Наибольший ток ремонтного режима: А.

т.к. сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, то их сечение выбирают по допустимому току. Принимаем шины коробчатого сечения, алюминиевые 2(125 x 55 x 6,5)мм; сечение (2 x 1370)мм; моменты сопротивления обоих шин W_y0-y0=100см³; W_y-y=9,5 см³.I_доп=4640 А.

I_max = 4340 < I_доп= 4640 А;                                                        (6,2)

Проверка на термическую стойкость:

Температура шин до к.з.

                  (6,3)

по кривым определения нагрева проводников находим f_н = 56⁰С.

                  (6,4)

где к – коэффициент, учитывающий удельное сопротивление иудельную теплоемкость проводника.

По кривым определения нагрева проводников находим υ_н=60⁰С, что меньше допустимого значения υ_доп=200⁰С.

Проверка на механическую прочность:

Частота собственных колебаний конструкции: Гц.  (6,5)

где J_yo-yo – момент инерции шины.

Так как частота колебаний выше 200 Гц, то колебательный процесс в шинной конструкции можно не рассматривать.

Напряжение в материале шин от взаимодействия между фазами (для треугольника):

МПа;                                       (6,6)

сила взаимодействия между швеллерами:

 Н/м;                                                                     (6,7)

принимаем W_п=W_у-у=9,5 см³ и σ_доп=82,3 МПа.

Определяем максимальное расстояние между местами сварки швеллеров:

м.                                         (6,8)

принимаем расстояние между местами сварки l_п=0,9 м.

Выбор изоляторов. Выбираем опорные изоляторы ОФ-10-2000 кВ.

Проверка изоляторов по допустимой нагрузке:

максимальная сила действующая на изгиб      Н.                   (6,9)

поправка на высоту коробчатых шин   ;             (6,10)

Н.                                                    (6,11)

проверка                             F_расч=10683,5 < 0,6F_разр=0,6∙2000=12000 Н.                                             (6,12)

Изолятор удовлетворяет условиям механической прочности.

Выбор изоляторов для других т.в.ч. производится аналогично приведенному примеру.

Выбор комплектного пофазно-экранированного токопровода:

От вывода генератора до фасадной стены главного корпуса соединение выполняется комплектным токопроводом. Для генератора 60 МВт берем токопровод ГРТЕ-10-8550-250.

Произведем проверку:         I_max= 4340A < I_ном = 5140A;

i_у =72,7 кА < i_дин = 250 кА.

Таким образом выбранный комплектный токопровод соответствует требованиям термической и динамической стойкости.

Выбор шин 110 кВ:

Так как шины по экономично плотности тока не выбираются, то сечение провода примем по допустимому току наиболее мощного присоединения.

А.  по справочнику принимаем провод АС-120/27 с параметрами d=15.4 мм, I_доп=375 А, расстояние между фазами 3 м., фазы расположены горизонтально.

Проверка шин на схлестывание

(согласно ПУЭ) должны проверяться гибкие шины РУ при мощности к.з большей или равной для 110 кВ 4000 МВА.

S_по = 577,3 МВА < 4000.     

Проверка на схлестывание не производится.

Проверка на термическое действие шин выполненных голыми проводами на открытом воздухе не производится.

Выбор гибкого подвесного токопровода от генератора до ГРУ:

Выбор сечения производим по экономической плотности тока ( j_э=1 А/мм² ):                       

мм² ;                                                           (6,13)

выбираем два несущих провода АС-500/64, тогда сечение алюминиевых проводов должно быть

q_а = q_Э-q_АС = 4123,9 - 2∙500 = 3123,9 мм²;                                              (6,14)

число проводов А-500          шт.;

принимаем токопровод 2*АС-500/64 + 6*А-500, диаметром d=160 мм, расстояние между фазами D=3м.

Проверка  по допустимому току            I_доп=2*945+6*980=7770 А > I_max = 4340 А.

Проверка на термическую стойкость не производим т.к. токопровод имеет большую поверхность охлаждения.

Проверка по условиям схлестывания сила взаимодействия между фазами      Н/м;             (6,15)

сила тяжести 1м токопровода с учетом массы колец 1,6 кг, массы 1м провода АС-500/64  1,85 кг, провода А-500 1,38 кг.