Формирование систематических знаний об электрической части всех типов электростанций, их главных схем

Проверка нагрева кабелей при аварийных перегрузках производится по условию 

Iр.утяж  k1 k2 k3  Iдоп, где I_доп – длительно допустимый ток на одиночный кабель, проложенный в земле при температуре почвы 15^оС или на воздухе при температуре 25^оС;

k₁, k₂, k₃– поправочные коэффициенты соответственно на температуру почвы, воздуха и на число кабелей в траншее, определяемые по [7, табл. П14, П15, П16].

Выбранные сечения кабеля проверяются по выражению (7.5.) на термическую устойчивость.

Пример 6

Выбрать токоведущие части в ОРУ-110 кВ, для проектируемой подстанции, при следующих расчетных параметрах: номинальная мощность трансформатора S_ном.тр 16000 кВА, максимальное время использования часов Т_max  5000 ч, ток короткого замыкания в ОРУ110 кВ I_п0К1  4,4 кА.

Решение

Выберем сечение токоведущей части  по экономической плотности тока, при этом должно выполняться следующее условие: q_выбр  q:

                                                                         Iнорм        209                 2

q          190 мм , j_эк               1,1

где j_эк 1,¹ А    ₂ – экономическая плотность тока для Т_max  5000 ч мм

[9, табл. 1.2];

                                                                         Sном тр            16000

                                                    I_норм                             209 А.

                                                                          3U_ВН           3110

Выбираем гибкий сталеалюминевый провод типа АС–120/19 и I_доп  390 А.

Проверка по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iпав.утяж  Iдоп;

1,484 117,6А  390 А.

Проверка по условиям коронирования и на схлестывание. Согласно ПУЭ минимальное сечение проводника по короне для РУ-110 кВ – 120 мм².

Провода не будут схлестываться, если выполняется следующие условие: Sкз.норм  Sкз.

                ^S_кз     3^U_ном^I_по – мощность короткого замыкания;

S_{кз.норм} – нормированная мощность короткого замыкания:

Номинальное напряжение, кВ	110 кВ	150 кВ	220 кВ	330 кВ	500 кВ
Мощность КЗ, МВА	4000	6000	8000	12000	18000

S_кз  31104,4  837,3 МВА; 4000 МВА  837,3 МВА.

Проверка на термическую стойкость не нужна, т. к. токоведущие части находится в ОРУ.

Пример 7

Выбрать сборные шины прямоугольного сечения РУ 10 кВ при следующих расчетных параметрах: мощность утяжеленного режима ^S_р.утяж  22,4 МВА; ток короткого замыкания I_п0К1 10,33 кА, ударный ток короткого замыкания i_у  20,1 кА, междуфазное расстояние а_мф  0,4 м; длина пролета между изоляторами шин l_пр 1,3м.

Решение

Сборные шины выбирают по току нагрузки. Ток нагрузки НН: 

Sном тр 16000 I_р.утяж 1,41,41295 А.

                                                                            3U_ВН                    310

Предварительно выберем алюминиевую шину прямоугольного сечения [11, табл. П11]: 1006 с ^q_выбр  600 мм² и ^I_доп 1425 А.

Проверка по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб.утяж  Iдоп;

1295 А 1425 А.

Проверка на динамическую стойкость.

Момент инерции для прямоугольной шины [6, табл. 4.2], [7, табл. 2.4]:

J  hb³  100,6³  0,18 см⁴ .

                                                                      12           12

Частота собственных колебаний для алюминиевых шин [7, стр. 27]:

                                              173,2       J        173,2     0,18

f₀  ₂  ₂   25 Гц  30 Гц. lпр qвыбр 1,3 6

Если собственные частоты меньше 30 и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает.

Максимальное распределенное усилие на единицу длины:

                                                         iy2           7                  13,82 106        7

^f_max 1,76 10          1,76       10    83,8 Нм. aмф     0,4

Момент сопротивления [6, табл. 4.2], [7, табл. 2.4]:

                                                                                2                       2

                                                                      hb      100,6                ³

                                                          W                       0,6 см .

                                                                           6             6

Напряжение в материале шин:

                                      М      f^max ^lпр2      83,81,3²

     23,6 МПа  82,3 МПа W 10W 100,6

Проверка на термическую стойкость.

В_к I_по² t_откл Т_а7,14²2,2  0,01112,7 кА² с, где Т_а  0,01 с – апериодическая составляющая времени для РУ-10 кВ

[7, табл. 2.3].

Минимальное сечение по условию термической стойкости:

Bк    3 qmin.терм 10 , c

где с  90, коэффициент, определяемый по [7, табл. 2.2].

qmin.терм  103 118,0 мм2 .

Условие термической стойкости:

qmin.терм  qвыбр;

118 мм²  600 мм² .

Пример 8

               Для        трансформатора        собственных        нужд    мощностью

S_ном 100 кВA, подключенного к РУ-10 кВ (пример № 3), выбрать кабель. В цепи ТСН установлены предохранители типа ПКТ. Расчетные условия следующие: кабель проложен в песчаной  почве влажностью более 9 %, температура почвы 10^oC. Параллельно проложены 2 кабеля, расстояние между кабелями l  200 мм. Выполнять проверку на термическую стойкость для цепей защищенных предохранителями не требуется.

Решение

Выберем сечение кабельной линии по экономической плотности тока, при этом должно выполняться условие: q_выбр  q:

I^ном  5,5  3,9 мм² , q  j_эк 1,4

где j_эк 1,⁴ А   ₂ – экономическая плотность тока для кабеля с бумажмм но-масляной изоляцией при Т_maх=5000 ч [7, табл. 3.1];

S

I_ном  5,5 А.

НН

Выбираем сечение кабельной линии с алюминиевыми жилами qвыбр 16 мм2 с Iдоп  90 А.

Проверка по длительно допустимому току из условий нагрева:

Iраб.max  I' доп;

I' доп  k1 k2 k3  Iдоп, где k₁ 1,06 – поправочный коэффициент на температуру почвы или воздуха [7, табл. П14];

k₂  0,92 – поправочный коэффициент на число параллельно проложенных