Выбор токоведущих частей, изоляторов и измерительных трансформаторов на подстанции «Лоев»

5 ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ, изоляторов и измерительных трансформаторов НА ПОДТАНЦИИ ЛОЕВ

Основное оборудование подстанций и аппараты соединяются между собой проводниками разного типа, которые  образуют токоведущие части электрической установки.

Проводники должны:

1  Длительно проводить  рабочие  токи  без чрезмерного повышения температуры.

2  Противостоять кратковременному электродинамическому и  тепловому дейстивию токов к.з.

3  Выдерживать  механические  нагрузки,  создаваемые собственной массой, массой связанной с ними аппаратов, а также усилия, возникающие в результате атмосферных воздействий.

4  Удовлетворять требованиям экономичности электроустановки.

5.1 Выбор сборных шин

  5.1.1 Выбор сборных шин на стороне 110 кВ

Максимальный ток нагрузки

S_max= S_нн+S_нс = (1,39+1,17) + 2,6 = 5,15    МВА

Предварительно выбираем трубчатую алюминиевую шину 74/80 (D=80, d=74) I_доп=1770 А.

Сборные шины по экономической плотности тока не выбираются.

Проверка на динамическую стойкость:

Условие проверки

s_ресч £ s_доп;    44,25 < 82,3 Мпа.

Шина проходит по динамической стойкости.

Окончательно выбираем трубчатую алюминиевую шину 74/80 (D=80, d=74) I_доп=1770 А.

 5.1.2 Выбор жесткие токопроводов на стороне 110 кВ.

Токоведущие части от присоединений к сборным шинам до  выводов к трансформаторам выполняются  жесткими токопроводами.

Выбираем  токопроводы в цепи ИП данной РП.

Мощность, поступающая на РП равна:

S_max= S_нн+S_нс = (1,39+1,16)  = 3,99    МВА

Тогда рабочий ток равен:

    А                                (5.1)

По [1] определяем экономическую плотность тока (при этом принимаем величину времени максимальных нагрузок равной Т_МАХ=5000,час):

J_э=1.1,А/mm²;

Определяем расчетное сечение:

      мм²                                                   (5.2)

В установках 110 кВ проводники проверяют на корону: минимальное сечение  -  1´ АС-120/19

Проверяем на ток аварийного режима (отключение одного трансформатора):

   А

I_доп=380 А > I_ав=27,03 А

По таблице 7.35 [1] выбираем жесткий токопровод: 1´ АС-120/19, с Iдоп = 380 А.

  5.1.3 Выбор сборных шин на стороне 35 кВ

Шины проверяются: - по допустимому току из условий нагрева;

- на  термическую  стойкость  при   воздействии токов к.з.;

- на динамическую стойкость при к.з.

Рабочий ток равен:

   А

Предварительно выбираем трубчатую алюминиевую шину 13/16 (D=16, d=13) I_доп=295 А.

Проверка на динамическую стойкость:

                                                                                                              (5.3)

                                                                                                              (5.4)

   Гц                                                                                                              (5.5)

                                                                                                              (5.6)

                                                                                                              (5.7)

                                                                                                              (5.8)

   Нм                                                                                                              (5.9)

                                                                                                            (5.10)

Условие проверки

s_расч £ s_доп;    0,0003 < 82,3 Мпа.

ƒo£ 30;    20,25<30 Гц.

Шина проходит по динамической стойкости и по резонансной частоте.

Принимаем трубчатую алюминиевую шину 13/16 (D=16, d=13) I_доп=295 А.

 5.1.4 Выбор гибких токопроводов на стороне 35 кВ

Токоведущие части от присоединений к сборным шинам до  выводов к трансформаторам выполняются  проводами..

Выбираем  токопроводы в цепи ИП данной РП.

Мощность, поступающая на РП равна:

S_max=1,16   МВА

Тогда рабочий ток равен:

  А

По [1] определяем экономическую плотность тока ( при этом принимаем величину времени максимальных потерь равной Т_МАХ=5000,час):

J_э=1.1,А/mm²;

Определяем расчетное сечение:

     мм²

В установках 110 кВ проводники проверяют на корону: минимальное сечение  -  1´ АС-120/19

Предварительно принимаем АС-50/8 Iдоп=210 А

Проверяем на ток аварийного режима (отключение одного трансформатора):

   А

I_доп=210 А> I_ав=42,06 А

По таблице 7.35 [1] принимаем провод типа: 1´ АС-50/8, с Iдоп = 210 А.

5.1.5 Выбор сборных шин на стороне 10 кВ

Шины располагаем по вершинам прямоугольного треугольника. Расстояние между фазами 0,8 м и пролетом l=2 м.

Проверка по допустимому току ( Imax < Iдоп ).

   А

Сборные шины по экономической плотности тока не выбирают, поэтому сечение шины выбираем по допустимому току. Принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения 15´3 с Iдоп = 210 А.

Проверка на термическую стойкость при к.з. :

J_к<J_к.доп;                                                                        (5.11)

где  J_к.доп - допустимая температура нагрева шины при к.з.( для алюминиевых   шин по  табл.3-11[3] J_к.доп=200°C );

J_к - температура шины при нагреве током к.з., определяется в зависимости от f_k по рис.3-46[3] ;

;                                                       (5.12)

где k=1.054×10^-2,мм⁴×°С/(A²×с)×10^--2 - коэффициент, учитывающий удельное сопротивление и эффективную  теплоемкость  проводника по табл.3-                  12[3];

В_к - тепловой импульс к.з., равен:

   кА²×с                    (5.13)

f_н – величина, характеризующая тепловое состояние  проводника к началу к.з., определяется по рис.3-46[3] в зависимости от J_н;

                                                   (5.14)

где  J_доп.дл. - длительно  допустимая  температура  проводника, равная 70  °С;

J_о - температура окружающей среды, принимаем 25 С;

J_о.ном.  - номинальная температура окружающей среды, равная

25 С (согласно ПУЭ);

I_max     - максимальный ток нагрузки;

I_доп.    - длительно допустимый ток проводника;

   °C;

Тогда: f_н=60°C;

  °С

Тогда: J_к=75°С;

Jк=75°С < Jк.доп=200°С ;

Следовательно шины термически устойчивы.

- Проверка шин на электродинамическую стойкость.

Проверка шин на электродинамическую стойкость осуществляется по формуле [3, стр.231]:

где  l - длина пролета между изоляторами, м;

J - момент инерции поперечного сечения шины, см при расположении шин ребром:

                                                   (5.15)    

где b – толщина шины ,см;

h – ширина шины, см;

q - поперечное сечение шины, кв.см.

  Гц;                                                   

Т.к. f₀ < f_доп=30 Гц – шины удовлетворяют условию электродинамической