Определяем расчетные токи продолжительных режимов.
А (6.19)Определяем максимальный ток с учетом коэффициента перезагрузки
А (6.20)Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как шинный мост, соединяющий трансформатор с КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции. принимаем двухполосные шины 2(60´10) мм2; Iдоп = 2010 А.
По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят Imax= 1139 А < Iдоп = 2010 А.
Проверим шины на термическую стойкость по формуле
мм2, что меньше принятого сечения.Проверим шины на механическую прочность. Определим пролет l при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц.
(6.21)откуда
(6.22)Если шины положены на ребро, а полосы в пакеты жестко связаны между собой, то по формуле:
J = 0,72b3h = 0,72 × 1 × 6 = 4,32 см4, (6.23)
тогда
(6.24) м.Если шины на изоляторах расположены плашмя, то
см4 (6.25)м2
l < 1,22 м.
Этот вариант расположения шин на изоляторах позволяет увеличить длину пролета до 1,22 м, т.е. дает значительную экономию изоляторов.
Принимаем расположение пакета шин плашмя, пролет 1,2 м, расстояние между фазами а=0,8 м.
Определяем расположение шин между прокладками по формуле:
(6.26) (6.27)где
= 7× 106, модуль упругости материала шин; см4 (6.28) - коэффициент формы; = 2b = 2 см.Массу полосы mп на 1 м определяем по сечению g, плотности материала шин (для алюминия 2,7 × 103 кг/см3) и длине 100 см.
mп = 2,7 × 103 × 6× 1 × 100 = 1,62 кг/м,
тогда
м м.Принимаем меньшее значение
= 0,51 м, тогда число прокладок в пролете равно (6.29)принимаем
= 2.При двух прокладках в пролете расчетный пролет равен
м (6.29)Определяем силу взаимодействия между полосами по формуле:
Н/м (6.30)где
= 10 мм.Напряжение в материале полос определяем по формуле
МПа (6.31)где
= момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия см3 (6.32)Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз определяем по формуле:
МПа (6.33)где
- момент сопротивления пакета шин. см3 (6.34) МПа, что меньше sдоп = 75 МПа. Таким образом, шины механически прочны.Выбираем опорные изоляторы ОФ-10-2000УЗ Fразр= 20000 Н. Сила, действующая на изолятор равна
(6.35)где a – расстояние между осями полос
а = ап = 26 = 2×0,01 = 0,02
- поправочный коэффициент на высоту шины, принимаем равным 1,03 ( ). Н < 0,6Fразр = 0,6× 20000 = 12000 Н.
Проходной изолятор выбираем такого же типа.
Мощность трансформатора собственных нужд (СН) выбирается по нагрузкам собственных нужд с учетом коэффициента разновременности Кр. Мощность трансформаторов СН на подстанциях без постоянного дежурного персонала должна удовлетворять требованию
(7.1)По установленной мощности определяем нагрузку собственных нужд. Расчет производим в табличной форме, данные заносим в таблицу 7.1.
Расчетная нагрузка при коэффициенте спроса Rc = 0,75
кВА (7.2)при отключении одного трансформатора ТМ-63 кВА (приняли к установке два) второй будет загружен на 123,68/63 = 1,92 или 92%, что недопустимо. Принимаем к установке два трансформатора ТМ-100.
Загрузка в аварийном режиме 24%, что удовлетворяет требовании. ПУЭ.
Таблица 7.1 – Нагрузка собственных нужд подстанции
Вид потребителя | Установленная мощность | Cos j | Sin j | Нагрузка | ||
Единицы кВт | Всего кВт | Pуст, кВт | Qуст, квар | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
Охлаждение ТРДН-25000/110 | - | 2,5 | 0,85 | 0,62 | 29,6 | 2,12 |
Подогрев шкафов КРУ-10 | 1´4 | 44 | 1 | 0 | 44 | - |
Подогрев приводов разъединителей, отделителей, короткозамыкателей | 0,6´8 | 48 | 1 | 0 | 4,8 | - |
Освещение и вентиляция ПС | 7 | 7 | 1 | 0 | 7 | - |
Подогрев релейного шкафа | 1´24 | 24 | 1 | 0 | 24 | - |
Отопление пункта управления | - | 50 | 1 | 0 | 50 | |
Отопление помещения для ремонтных бригад |
Трансформаторы подстанции подключены к ВЛ через выключатели, с помощью которых поврежденный трансформатор должен отключиться от сети в безтоковую паузу. Отключение осуществляется с помощью защиты трансформатора, реагирующей на к.з. в зоне ее действия, вызываемое отключением короткозамыкателя на стороне высшего напряжения трансформатора.