Электроснабжение металлургического завода (стр. 7 из 9)
В нашем случае напряжение воздушной линии 75 кВ и расчет потерь на «корону» не производим.
6.3 Расчет сборных шин ГПП
Сборные шины распределительных устройств, выбирают в зависимости от конструктивного исполнения, способа присоединения коммутационных аппаратов, ячеек КСО или КРУ и т.д.
В основном сборные шины выполняются из алюминиевых сплавов прямоугольного сечения, одно или многополюсными, или коробчатого сечения.
Выбираем материал шин – алюминий.
Расчет сборных шин РУ 10 кВ производим в следующем порядке:
1) Выбираем сечение шины из условий длительно допустимого нагрева максимально расчетным током.
Рассчитываем максимальный ток, в А:
(6.13) 
Из условия: Iдл.доп ≥ Iрmax из ПУЭ выбираем шины прямоугольного сечения:
S= 40Ч4 ммІ, Iдл.доп = 480 А
2) Проверяем сечение шин на термическую стойкость при сквозных коротких замыканиях, в мм2:
(6.14)Рассчитываем тепловой импульс при токах КЗ, в кА2·с
Вк =
·tприв , (6.15)где
- ток трехфазного КЗ в точке К1, в кА;tприв – расчетное время термической стойкости, в с, которое больше расчетного времени кабельной линии на 0,5 с ( на ступень выше по сравнению с расчетом кабельной линии по условию селективности), т.е.
tпривед =
(6.16)Ст – термический коэффициент, учитывающий разницу нагрева в условиях нормального режима и в условиях КЗ с учетом допустимой температуры и материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], СТ = 95 Ас2/мм2
Рассчитываем: tпривед =
Оставляем сечение 160 мм2
4) Для проверки электродинамической стойкости жестких шин выполним механический расчет [5].
Установлено, что механический резонанс не возникает, если частота собственных колебаний шинных конструкций меньше 30 Гц или больше 200 Гц.
Для алюминиевых шин частота собственных колебаний, в Гц
(6.17)где L- расстояние между изоляторами (длина пролета), м;
J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси перпендикулярно направлению изгибающей силы, см4;
q - площадь поперечного сечения шины, см2.
Определим расчетную длину пролета L, т.е. расстояние между точками крепления вдоль шины.
Если принять fо≥200 Гц, то
(6.18) 
Расположим шины на изоляторах на ребро.
Момент инерции [5, C], в см4
где h – ширина шины, в см;
b – толщина шины, в см.
Площадь поперечного сечения шины, в см2:
q = h·b(6.20)
Рассчитываем момент инерции:
 |
Проверяем шину на электродинамическую стойкость как статическую систему с нагрузкой равной наибольшей электродинамической силе.
Наибольшее удельное усилие, в Н/м
(6.21)где Iуд – ударный ток при КЗ на шинах в точке К2, в А;
а – расстояние между осями крепления, в м;
а = 130 + b(6.22)
130 – минимально допустимое расстояние в свету между токоведущими частями для РУ 10 кВ по ПУЭ, в мм.
а = 160 +40 = 200 мм ≈ 0.2 м
Рассчитываем наибольшее удельное усилие
Изгибающий момент, создаваемый распределенной силой в пределах одного пролета, в Н·м:
(6.23) 
где L – длина пролета, м.
Расчетное напряжение в материале шины, в МПа:
(6.24)где W – момент сопротивления поперечного сечения оси, перпендикулярной направлению изгиба, в см3.
Момент сопротивления шины, расположенной на ребро, в см3:
(6.24)Рассчитываем момент сопротивления шины
и напряжение в материале шины:
Шины считаются прочными, если расчетное напряжение меньше допустимого:
σдоп ≥ σрасч (6.25)
Допустимые напряжения в литературе [5].
Выбираем марку материала шины: алюминиевый сплав АД31Т1 с допустимым напряжением 200 МПа и σдоп = 90
.7. Выбор высоковольтного оборудования
7.1 Выбор высоковольтного выключателя со стороны 6(10) кВ
Высоковольтные выключатели устанавливаются на всех присоединениях систем электроснабжения для автоматического отключения цепей в аварийном режиме и для коммутации токов нагрузки.
Выключатель - это единственный аппарат, позволяющий автоматическое управление, т.е. действие по сигналу релейной защиты или противоаварийнойавтоматики.
Для отключения токов короткого замыкания в выключателях устанавливают специальные дугогасительные камеры.
Типы выключателей и их конструкция определяются способом гашений дуги.
В распределительномустройстве 10(6) кВ выбираем камеры КСО с высоковольтными выключателями типа: ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10-20/1000
Из условия:Uном ≥ U уст , (7.1)
где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.
Из паспортных данных выключателя: Uном =10 кВ
U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ
ИЗ главы 3.1 U уст = 35кВ
Условие (7.1) выполняется.
Произведём расчет и выбор выключателя для вводного фидера ПС.
1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.13) , в А:
Номинальный ток выключателя: Iном = 1000 А,
что соответствует условию, в А:
Iном. ³Iр.мах (7.2)
2) Проверяем по отключающей способности, в кА:
Iном.откл. ³In,(3), (7.3)
где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА
20 ≥ 8,2
Условие (7.3) выполняется.
3) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в
кА2с: Вк ≥ Вк.расч. (7.4)
.Вк = IT2·tт , (7.5)
где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;
Из паспортных данных выключателя: Iт = 3 кА
tт- время протекания тока термической стойкости , в с
Из паспортных данных выключателя: tт = … c
.Вк =
Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.6)
где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА
tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с
tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с
tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с
По условию селективности:
tрасч = 2,5+0,05 = 2,55 с
Вк.расч = (3,5)2· 2,55 = 31,2 кА2с
Условие (7.4) выполняется.
4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.
ic≥ Iуд (7.7)
где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;
Из паспортных данных выключателя: iс = 52 кА Iуд=24,4 кА
Iуд - ударный ток в точке К2, в кА.
52 ≥ 24,4
Условие (7.7) выполняется.
Выбранный выключатель типа: ВВУ-СЭЩ-10-20/1600
7.2 Выбор разъединителя со стороны 35(110) кВ
Разъединители - это аппараты, предназначенные для создания видимых разрывов в цепях при ремонтных работах.Они не предназначены для отключения токов нагрузки и токов КЗ, т.к. не имеют дугогасительных устройств.
Из условия:
Uном ≥ U уст , (7.8)
где Uном – номинальное напряжение разъединителя, в кВ.
Из паспортных данных разъединителя: Uном = 35 кВ
U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ
Из главы 3.2 U уст = 35 кВ
Условие (7.8) выполняется.
Выбираем разъединитель на стороне (35) 110 кВ типа:
1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:
