Смекни!
smekni.com

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