Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ (экономическая плотность тока 1,6 А/кв.мм)

10.ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ТОКОВЕДУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1кВ

Выбор кабелей производим по следующим условиям :

1)по экономической плотности тока

                                            ,                                             (10.1)

где j_э - экономическая плотность тока по [1] Т_м=6500ч/год j_э=1,6Амм²

2)по длительному допустимому нагреву расчетным током

                                        ,                                            (10.2)

где I_рм- наибольший расчетный то линии;

           I_доп-допустимый ток кабеля уточняется по выражению

                                      I_доп=К₁К₂К₃I_нд,                                        (10.3)

где  К_1,К_2,К₃-коэффициенты, учитывающие соответственно фактическую температуру окружающей среды , число проложенных кабелей, фактическое удельное тепловое сопротивление земли;

                     I_нд-допустимая по нагреву токавая нагрузка на кабель при нормальных условиях прокладки.

                                         ,                                      10.4)

где S_НТ - суммарнаяноминальная мощность цеховых трансформаторов, питающихся по данному кабелю.

3)по термической стойкост

                                           ,                                        (10.5)

где В_к - тепловой импульс от тока к.з. А²с;

C-расчетный коэффициент, принимаем по[1] С=100Ас^0.5/мм².

                                  ,                                  (10.6)

где I_п - действующее значение периодической составляющей тока к.з. в начале линии;

              t_отк - время отключения к.з.;

T_а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з.

Потери активной () и реактивной (Q_т) мощности в двухобмоточных трансформаторах  вычисляется по

;                                  (10.7)

,                                  (10.8)

где Р_хх – потери холостого хода, кВт;

Р_к – потери короткого замыкания, кВт;

U_к – напряжение короткого замыкания, %;

I_хх – ток холостого хода, %;

S_н – номинальная мощность трансформатора, кВА;

b_т – коэффициент загрузки трансформатора.

,                                       (10.9)

где S_р – расчетная нагрузка трансформатора, кВА.

Выберем кабель для питания ТП каландрового цеха. Считаем, что нагрузка цеха  равномерно распределена между трансформаторами.

Нагрузку цеха, питающегося от ТП 3

,                                       (10.10)

.

Мощность одного трансформатора

.

Тогда коэффициент загрузки

.

Потери в трансформаторе

,

.

Общая мощность, с учетом потерь, протекающая по кабелю

,             (10.11)

.

Ток нагрузки найдем по

.

По (10.1) найдем экономически целесообразное сечение

.

Выбираем кабель марки ААШвУ 3*25, I_доп=72А.

Проведем проверку по термической стойкости

;

.

Окончательно принимаем кабель марки ААШвУ-10(3*150), этим же  кабелем запитываем остальные ТП.

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

1)  номинальное напряжение

,                                      (10.12)

где U_pmax – максимальное расчетное напряжение установки, кВ.

2)  номинальный ток

,                                       (10.13)

где I_pmax – максимальный расчетный ток линии, А.

3)  номинальный ток отключения

,                                        (10.14)

где I_по – действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА.

4)  номинальный ток диномической стойкости

,                                       (10.15)

где i_у –ударный ток КЗ, кА.

5) номинальный тепловой импульс

,                                      (10.16)

где В_к – тепловой импульс тока КЗ, кА²с.

Выбор разьединителей осуществляется аналогично выбору выключателей, за исключением условия (10.14)

Произведем выбор выключателей и разъединителей для линии питающей ТП1.Каталожные данные аппаратов и расчетные данные линии приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1

РАСЧЕТНЫЕ И КАТАЛОЖНЫЕ ДАННЫЕ

Расчетные данные линии		Каталожные данные аппаратов
		Выключатель ВПМ-10-20	Разьединитель РВФЗ
Uрmax         Ipmax           Iпо                     iу                   Bк	10.5кВ 55А 17.6кА 44.8кА 17.62*0.6=185.8А2с	10.5кВ 630А 20кА 52кА 1600А2с	10.5кВ 630А - 52кА 1024А2с

На остальных линиях устанавливаем аналогичные выключатели и разьединитeли.

Выбор измерительных трансформаторов:

1) по напряжению установки

 ,                                      (10.17)

2) по максимальному расчетному току

,                                      (10.18)

3) по конструкции и классу точности;

4) по электродинамической стойкости

,                                      (10.19)

где К_эд – кратность электродиномической стойкости.

5) по термической стойкости

,                                      (10.20)

6) по вторичной нагрузке

,                                      (10.21)

где Z₂ – вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z_2ном – номинальная, допустимая нагрузка трансформатора тока в выбранном классе точности

,                                      (10.22)

где Z_приб – сопротивление приборов, Ом;

Z_пр – сопротивление соединительных проводов, Ом;

Z_к – переходное сопротивление контактов, Z_к=0.05Ом.

,                                      (10.23)

где S_приб – мощность потребляемая приборами, ВА;

I₂ – вторичный номинальный ток прибора, А.

,                                      (10.24)

Зная Z_пр можно определить сечение соединительных проводов

,                                      (10.25)

где Р – удельное сопротивление материала проводов, 0.0283 – для алюминиевых.

Выберем трансформатор тока для линии Л1.

По условиям (10.17-10.25)выбираем трансформатор типа ТПЛ-10 .

Данные сравнения расчетных и каталожных данных приведены в табл. 10.2

Таблица 10.2

РАСЧЕТНЫЕ И КАТАЛОЖНЫЕ ДАННЫЕ

Расчетные данные линии		Каталожные данные трансформатора тока типа ТПЛ-10
Uуст, кВ Iрmax, А Iу, кА Bk, А2с	10.5 80 17.6 1600	10.5 100 250 6075

Для проверки трансформатора тока ТОЛ-10 по вторичной нагрузке определим нагрузку трансформатора тока по фазам. Приборы, их типы, а также потребляемая мощность катушек этих приборов, подключаемых к трансформатору тока представлены в табл. 10.3.

Таблица 10.3

ВТОРИЧНАЯ НАГРУЗКА ТРАНСФОРМАТОРА ТОКА

По (10.23)

.

Вторичная номинальная нагрузка трансформатора тока в классе точности 0.5 составляет 0.4 Ом.

.

Принимаем алюминиевые соединительные провода длиной l_расч=20м, тогда

.

Принимаем контрольный кабель АКВРГ с жилами сечением 4 мм².

Трансформаторы напряжения выбираем по:

1) напряжению установки

 ,                                      (10.26)

2) конструкции и схеме соединения обмоток;

3) классу точности;

4) по вторичной нагрузке

 ,                                      (10.27)

где S_ном – номинальная мощность в выбранном классе точности, ВА;

S₂  - нагрузка всех измерительных приборов, присоединенных к трансформатору напряжения, ВА.

,                                      (10.28)

По условиям приведенным выше выбираем трансформаторы напряжения на шинах ГПП типа НАМИ-10 и проводим его проверку по вторичной нагрузке.

Таблица 10.4

ВТОРИЧНАЯ НАГРУЗКА ТРАНСФОРМАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

.

Выбранный трансформатор напряжения НАМИ-10 имеет номинальную мощность в классе точности 1.0 , S_ном=200ВА, следовательно, трансформатор напряжения будет работать