Выбор сечений токоведущих элементов и электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ (экономическая плотность тока 1,4 А/кв.мм)

Сечение по экономической плотности тока g_э=70,4/1,4=50,3 мм². Выбираем трехжильный кабель сечением ААШвУ-10(3´50) с Iдн=140 А. Перегрузка однотрансформаторной подстанции недопустима, поэтому проверим кабель по максимальному току 1,3×1×1×1×140=182 А>70,7 А. Тепловой импульс тока КЗ по (9.1.4) при КЗ в конце линии Л5 (на ТП3.2) В_к=9,62²(0,6+0,01)=56,5 кА²×с. Сечение по термической стойкости по (9.1.5) , что превышает ранее выбранное сечение, значит принимаем кабель ААШвУ 10(3´70) с I_доп=165 А.

   Для остальных линий выбор сечения аналогичен, результаты сводим в таблицу 9.1.2.

Таблица 9.1.2- Выбор сечения кабелей выше 1 кВ

   Из-за того что длина кабельных линий Л8, Л9 (питают ТП2) невелика (5 м), не проверяем их по термической стойкости, поэтому принятое для них кабель ААШву-10(3´50).

9.2 Выбор сечения шин на РП

Шины РП выбираются по нагреву максимальным расчетным током I_рн и проверяем на электродинамическую и термическую стойкость.

   При выборе шин по нагреву учитываем наиболее тяжелые послеаварийные и ремонтные режимы. Допустимый ток шины I_доп должен быть не менее I_рн

I_доп ³ I_рн,.                                                        (9.2.1)

   Проверка на электродинамическую стойкость выполняется сравнением механического напряжения в материале шины s_р с допустимым значением s_доп

s_доп ³ s_р,.                                                        (9.2.2)

   Проверка шин на термическую устойчивость сводится к определению минимального допустимого сечения q_Т по выражению (9.1.4) при С=91 А×с^0,5/мм²  для алюминиевых шин.

   Произведём выбор сечений шин для РП. I_РMAX=974,2 А. Учитывая, что РП выполняем комплектными устройствами типа КСО-292, поставляемые в собранном виде,  по (9.2.1) принимаем однополосные алюминиевые шины АДО 60Х8, располагаемые в РП “на ребро”, на ток Iдл.доп=1025А. Определяем минимальное сечение, допустимое по термической стойкости по (9.1.4)  мм². Шины по термической стойкости выбраны правильно.

   Рассчитаем момент сопротивления шин . Расчетное напряжение в металле шин .

   По [2] для алюминиевых шин АДО s_доп=42 Мпа, тогда s_доп=42 МПа>s_р=8,46 МПа.

   Таким образом, выбранное сечение шин удовлетворяет условиям нагрева, термической и динамической стойкости.

9.3 Выбор электрических аппаратов напряжением выше 1 кВ

   Электрические аппараты в условиях эксплуатации работают в трех основных режимах: длительном, перегрузке и в режиме короткого замыкания. В длительном режиме надежная работа аппаратов обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и номинальному току. В режиме перегрузки – ограничением величины и длительность повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых гарантируется нормальная работа за счет запаса прочности. При коротких замыканиях надежная работа аппаратов обеспечивается их термической и электродинамической стойкостью.

   Все электрические аппараты выше 1 кВ выбираются по номинальному напряжению и току и проверяются по различным условияи.

   Условие электродинамической стойкости аппарата записывается как

i_дин³i_у,                                                   (9.3.1)

где i_дин– максимально допустимый ток динамической стойкости аппарата, кА;

      i_у – ударный ток трехфазного КЗ в цепи, для которой выбирается аппарат, кА.

   Условие термической стойкости определяется выражением

,                                         (9.3.2)

где I_t и t – ток термической стойкости и допустимое время его действия;

      I_¥ и t_¥ - установившийся ток КЗ и время его действия.

   К примеру выберем вводной выключатель на шинах РП 10 кВ. Как указывалось ранее расчетный максимальный ток блока вспомогательных цехов автозавода Iр=974,2 А (из расчета выбора кабеля ГПП- РП). По [3] выбираем маломаслянный выключатель ВПМ-10-20 на напряжение U_н=10 кВ и ток I_н=1000 А.

   Проверим выключатель на отключающую способность .

   Проверим на динамическую стойкость по (9.3.2) i_дин=52 кА>i_у=23,77 кА.

   Проверим выключатель на термическую стойкость по (9.3.1) I_t²t=20²×4=1600×кА²с>I_¥²×t_¥=9,7²×0,61=58,2 кА²с. Следовательно, выбранный высоковольтный выключатель на вводе РП 10 кВ удовлетворяет вышеперечисленным условиям.

   По [3] выбираем разъединитель внутренней установки РВФЗ-10/1000 по U_н=10 кВ и I_Р=974,2 А<I_Н=1000 А. Проверим выбранный разъединитель на динамическую и термическую стойкость i_дин=81 кА>i_у=23,77 кА, I_t²t=31,5²×4=3969×кА²с>I_¥²×t_¥=58,2 кА²с. Выбранный разъединитель на вводе РП 10 кВ удовлетворяет всем условиям.

   Выбор выключателей и разъединителей на 10 кВ к отходящим