6. Выбор токоведущих частей.
Основное оборудование подстанций и аппараты в этих цепях соединяются между собой проводниками разного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки. При выборе токоведущих частей необходимо обеспечить ряд требований, вытекающих из условий работы. Проводники должны:
1. Длительно проводить рабочие токи без чрезмерного повышения температуры.
2. Противостоять кратковременному электродинамическому и тепловому действию токов к.з.
3. Выдерживать механические нагрузки, создаваемые собственной массой и массой связанной с ними аппаратов, а также усилия, возникающие в результате атмосферных воздействий.
4. Удовлетворять требованиям экономичности электроустановки.
В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновки и сборные шины выполняются жесткими алюминиевыми шинами. Сборные шины выбираются по допустимому рабочему току (согласно ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются) и термическую стойкость при воздействии токов к.з. и на динамическую стойкость при к.з. (механический расчет).
Выбор сечения токопроводов производится по экономической плотности тока:
(6.1)
где Iнорм - ток нормального режима (без перегрузок), А;
- нормированная экономическая плотность тока ([9], табл. 7.2), А
/ мм2.
Сечение, найденное по выражению (7.1) округляется. При этом принимается ближайшее меньшее стандартное сечение, если оно не отличается от экономического значения больше чем на 15%. В противном случае принимается ближайшее большее стандартное сечение.
Как говорилось выше, сборные шины всех напряжений по экономической плотности тока не выбираются, так как нагрузка по длине шин неравномерна и на многих ее участках меньше рабочего тока.
Проверка по допустимому току.
(6.2)
где Iдоп - допустимый ток на шины выбранного сечения с учетом поправки при расположении шин плашмя или при температуре охлаждающей среды, отличной от принятой в таблицах, А.
Проверка на термическую стойкость при к з. производится по условию:
(6.3)
где С – коэффициент ([9], стр. 136);
Проверка шин на электродинамическую стойкость.
Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил. В такой системе возникают колебания, частота которых зависит от массы и жесткости конструкции.
Для алюминиевых шин
(6.4)
где 1 - длина пролета между изоляторами, м ,
J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см4,
(6.5)
q поперечное сечение шины.
Изменяя длину пролета и форму сечения шин, добиваются того, чтобы механический резонанс был исключен, те f0 > 200Гц.
Расстояние а принимается в соответствии с типовыми конструкциями универсальных РУ в пределах 40-80 см. Пролет 1 выбирается в пределах 1,5-2 м в зависимости от конструктивного выполнения РУ.
Механический расчет однополосных шин
Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента (для однополосной шины), МПа,
(6.6)
где,б W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия ([8], табл. 4-2), см3 .
Шины механически прочны, если:
(6.7)
Гибкие шины и токопроводы обычно крепят на гирляндах подвесных изоляторов с достаточно большими расстояниями между фазами 35кВ-1,5м, 110кВ-Зм, 220кВ-4м, ЗЗОкВ-4,5м, 500кВ-6м, 750кВ-10м При таких расстояниях силы взаимодействия между фазами невелики, а поэтому расчета на электродинамическое действие для гибких шин обычно не производят Однако при больших токах КЗ может произойти схлестывание проводов На электродинамическое действие тока КЗ должны проверяться гибкие шины РУ при мощности КЗ, равной или большей значений, указанных в [8], стр 244
Проверка на корону По короне проверяются шины РУ 110 кВ и выше ([9], Стр. 147)
(6.8)
6.1. Выбор сборных шин
6.1.1 Выбор сборных шин на стороне 220 кВ
Сборные шины в РУ 220 кВ выбираются по экономической плотности тока и принимаются гибкие, круглого сечения из проводов марки АС.
Шины проверяются:
- по допустимому току из условий нагрева;
- на термическую стойкость при воздействии токов к.з.;
- на корону.
Рабочий ток равен:
,кА
Экономическое сечение:
,мм2
Выбираем провод: 3 ´ АС-300/39 , с Iдоп = 3 х 710 А.
Проверка на схлестование не производится т.к. мощность к.з. менее 4000 МВА.
Проверка на термическую стойкость:
Проверка на корону
: 
.
Fст=300мм2>Fmin=240мм2.
Условие выполняется.
Окончательно выбираем провод: 3 ´ АС-300/39, с Iдоп = 3*710 А.
6.1.2 Выбор гибких токопроводов на стороне 220 кВ
Токоведущие части от присоединений к сборным шинам до выводов к трансформаторам выполняются проводами.
Рабочий ток равен:
,кА
По [1] определяем экономическую плотность тока ( при этом принимаем величину времени максимальных потерь равной ТМАХ=5000,час):
Jэ=1.1,А/mm2;
Определяем расчетное сечение:
,мм2
По таблице 7.35 [1] выбираем провод типа: АС-300/39 c Iдоп=710,А
По условию прохождения тока в послеаварийный период: 2*323<710А.
Выбранный провод проходит по допустимому нагреву.
Проверка на термическую стойкость:
Условие выполнено.
Проверка на корону
: .
Fст=300мм2>Fmin=240мм2.
Условие выполняется.
Окончательно выбираем провод: 3 ´ АС-300/39, с Iдоп = 3*710 А.
6.1.3. Выбор сборных шин на стороне 35 кВ
Сборные шины в РУ 35 кВ выбираются по экономической плотности тока и принимаются гибкие, круглого сечения из проводов марки АС.
Шины проверяются:
- по допустимому току из условий нагрева;
- на термическую стойкость при воздействии токов к.з.;
- на динамическую стойкость при к.з. (механический расчет).
Рабочий ток равен:
,кА
Экономическое сечение:
,мм2
Выбираем провод: 2 ´ АС-400/51 , с Iдоп = 825 А.
Проверка на схлестование не производится т.к. мощность к.з. менее 4000 МВА.
Проверка на термическую стойкость:
В установках 35 кВ и ниже проводники на корону не проверяют
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.