Реконструкция подстанции "Сорокино" 110/10/10 (стр. 12 из 13)
Трубы ошиновки выполнены из алюминиевого сплава 1915Т. Необходимые данные сплава 1915Т для расчета приведены в таблице 6.12.1.
Параметры трубчатых шин из сплава 1915Т
| Марка сплава | Ρ0,  | Е, ГПа | bТ, МПа | bВ, МПа | СТ  |
| 1915Т | 0,05 · 10-6 | 70 | 216 | 353 | 66 |
Ρ0 - удельное сопротивление шины данной марки сплава. Е – модуль упругости материала. bТ - допустимое напряжение материала. bВ – временное сопротивление разрыву материала (предел прочности). СТ - коэффициент термической стойкости материала при 700 С.
Проверка по нагреву током максимального режима:
, (6.12.1)Где IДЛ.ДОП =925 А – длительно допустимый ток шины из сплава 1915Т для наружной установки при условиях: D = 70 мм – наружный диаметр трубчатой шины. d = 64 мм – внутренний диаметр трубчатой шины. Штиль, то есть скорость ветра равна нулю. Учет поглощение теплового потока солнечной радиации. Трубы неокрашенные порошковой краской.
Проверка по термической стойкости:
, (6.12.2)Где SСЕЧ - сечение трубчатой шины, которую нахожу по формуле:
мм2; (6.12.3)В=48.223 кА2
с – интеграл Джоуля на стороне 110 кВ.Проверка по электродинамической стойкости:
Первое условие:
, (6.12.4)Где bMAX– максимальное механическое напряжение в шине. bДОП - допустимое механическое напряжение как 70% от предела прочности.
; (6.12.5) 
-коэффициент динамической нагрузки шин и изоляторов, определяемый по кривым (рис. 5 из [5]) в зависимости от отношения частоты собственных колебаний ƒ1 к промышленной частоте ƒС=50 Гц. Ударный коэффициент равен больше 1,6 (равен 1,92).Примем тип балки с одним пролетом с поправочными коэффициентами: λ=8; β=1; r1=3,14.
Гц, (6.12.6)где l = 6 метра – длина пролета шинной конструкции. J– момент инерции шин, который нахожу по формуле:
м4; (6.12.7)Тогда определяю по кривой (рис. 5 из [5]) значение
при параметре (ƒ1/ ƒС = 5,2/50=0,104) и случае трехфазного КЗ. Получаю =0,55.Определю момент сопротивления шин:
м3; (6.12.8)Расстояние между фазами а=2 метра.
Коэффициент расположения шинных конструкций КРАСП=1 для выбранного расположения шин в одной плоскости. Коэффициент формы для трубчатых шин равен КФ=1. Таким образом, нахожу максимальное механическое напряжение в шине, используя формулу (6.12.5):
МПа;(6.12.9)Второе условие:
,(6.12.10)Где FРАЗР.Σ = 10 кН – минимальная разрушающая сила на изгиб выбранного типа шинных опор типа ШОП-110-Ш70–4 УХЛ1.
FРАСЧ – максимальная действующая нагрузка на шинную опору при трехфазном КЗ. Нахожу по формуле:
Н; (6.12.11)Проверка по условию коронирования:
, (6.12.12)Где ЕMAX– наибольшая напряженность электрического поля у поверхности шин в зависимости от диаметра и расстояний между шинами. Определяю по формуле:
кВ/см, (6.12.13)Где UРАБ.MAX =126 кВ – рабочее максимальное значение напряжения сети. r0 = D / 2 =3,5 см – наружный радиус шины. АСР =1,26· а =252 см – среднегеометрическое расстояние между шинами.
Определяю начальную критическую напряженность:
кВ/см,где b= 1,1036 Па / 0 С – относительная плотность воздуха при температуре воздуха на ОРУ в 200 С.
Техническая характеристика жесткой ошиновки ОРУ-110 кВ
| Номинальное напряжение ОРУ | 110 кВ |
| Номинальное рабочее напряжение | 126 кВ |
| Материал трубчатых шин | Сплав 1915Т |
| Длительно допустимый ток шин | 925 А |
| Сечение трубчатых шин | 631,14 мм2 |
| Тип балки | Балка с одним пролетом |
| Длина пролета | 6 м |
| Расстояние между фазами | 2 м |
| Покрытие шин порошковой краской | Отсутствует |
| Установка одной шины | На одной шинной опоре |
| Гибкая связь с оборудованием | АС-400/53 |
| Производитель: ЗАО «ЗЭТО» (г. Великие Луки) | |
Техническая характеристика шинных опор жесткой ошиновки
| Марка шинной опоры | ШОП-110-Ш70–4 УХЛ1 |
| Номинальное напряжение ОРУ | 110 кВ |
| Номинальное рабочее напряжение | 126 кВ |
| Материал шинной опоры | Полимерный силикон |
| Диаметр трубы жесткой ошиновки | 70 мм / 64 мм |
| Минимальная разрушающая сила на изгиб | 10 кН |
| Способ крепления жесткой ошиновки | Шарнирное |
| Максимально допустимая степень загрязнения изоляции | IV |
| Масса | 28,5 кг |
| Строительная высота | 1,25 м |
| Размещение | Открытое |
| Климатическое исполнение | УХЛ |
| Производитель: ООО «БЭСТЭР» (г. Новосибирск) | |
Выбор и расчет шинных конструкций на стороне 10 кВ Соединение выводов низшего напряжения силовых трансформаторов с ЗРУ-10 кВ будет осуществляться шинным мостом.
Условия выбора шинного моста:
1. По нагреву максимальным рабочим током:
IДЛ.ДОП ·Кθ = 2650· 1,15 > IРАБ.MAX=2546,11А, (6.12.14)
Где IДЛ.ДОП=2650 А – для медных шин прямоугольного сечения с одной полосой на фазу и размером шины 120 мм ×10 мм. Кθ =1,15 – поправочный коэффициент при фактической температуре окружающей среды в 250 С и температуре в ЗРУ-10 кВ на уровне 100 С. IРАБ.MAX=2546,11А – рабочий максимальный ток цепи ввода на секции 10 кВ. 2. По экономической плотности тока:
мм2, (6.12.15)Где IНОРМ=1818,65 А – ток нормального режима цепи ввода на секции 10 кВ. JЭК =1,8 А/мм2 – значение экономической плотности тока для медных шин при рассчитанном в пункте 6.1 ТMAX>5000 часов. Выбранные в предыдущем пункте медные шины с размером 120 мм ×10 мм обладают сечением 1197 мм2 и их применение экономически целесообразно.
3. По термической стойкости к трехфазному току КЗ:
, (6.12.16)где B= 32.68 кА2
с – интеграл Джоуля на стороне 10 кВ. СТ =167 
– коэффициент термической стойкости для медных шин.4. По механической прочности:
; (6.12.17)Определяю пролет между полосами шин:
м, (6.12.18)Где ƒ0 =200 Гц – значение частоты, при которой будет исключен механический резонанс.
см4 – значение момента инерции шин прямоугольного сечения при горизонтальном расположении в плоскости.В итоге, приму длину пролета равной L=1,2 м.
Найду расчетное механическое напряжение при трехфазном КЗ:
МПа,где a=0,6 м – принятое расстояние между соседними фазами.
см3 - момент сопротивления шины. IУД = 42,31кА – значение ударного тока трехфазного КЗ на шинах 10 кВ.Выбранные медные шины марки МГМ (медь голая мягкая) обладают допустимым напряжением материала δДОП =172 МПа.
Выбор опорных и проходных изоляторов на стороне 10 кВ
В РУ-10 кВ шины будут крепиться на опорных и проходных изоляторах с полимерной изоляцией. Общим условием выбора изоляторов является максимальная действующая нагрузка FРАСЧ при трехфазном КЗ:
Н; (6.12.19)В отличие от опорного, проходный изолятор следует выбирать и по номинальному току шинного моста: IР.MAX= 2546,12 А < IНОМ=3150 А.
Технические характеристики опорных изоляторов РУ-10 кВ
| Тип опорного изолятора | ИОЭЛ-10–225–31УХЛ2 |
| Номинальное напряжение | 10 кВ |
| Номинальное рабочее напряжение | 12 кВ |
| Минимальная механическая разрушающая сила | 10 кН |
| Производитель: ООО «ЛКЛ-Электро» (г. Кременчук, Украина) | |
Технические характеристики проходных изоляторов