Реконструкция электрической части подстанции 3510 кВ 48П Петрозаводская птицефабрика (стр. 6 из 10)
Полученные результаты Е и Е0 подставляются в неравенство (2.16):
Вывод: выбранная марка провода по условиям короны подходит.
2.4.5.2 Выбор шин в цепи трансформатора на стороне 10 кВ
Согласно Правил устройства электроустановок, п. 1.3.28 сборные шины и ошиновки в пределах распределительного устройства по экономической плотности тока не проверяются, поэтому выбор производится по допустимому току, рассчитанному в пункте 2.4.1.3 пояснительной записки и равен 809,2 А.
По каталогу принимаются шины прямоугольного сечения (60×6) мм, допустимый ток (IДОП) которых равен 870 А, сечение 360 мм2.
Минимальное сечение шин по условию термической стойкости определяется по формуле:
(2.21)где qmin– минимальное сечение шин, мм2;
С – коэффициент для алюминия, равный 91.
что меньше принятого сечения 360 мм2, следовательно шины термически стойки.
Проверка шин на механическую прочность:
Наибольшее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании определяется по формуле:
(2.22)где f(3) – наибольшее удельное усилие при трехфазном коротком замыкании, Н/м;
а – наименьшее расстояние между фазами, м, принимается для напряжения 10 кВ равным 0,22 м.
Определение напряжения в материале при воздействии на него изгибающего момента производится по формуле:
(2.23)где σрасч – напряжение в материале при воздействии на него изгибающего момента, МПА;
М – изгибающий момент, Н×м;
W – момент сопротивления шины, см3.
Определение изгибающего момента производится по формуле:
(2.24)где ℓ - пролет между изоляторами, м.
Пролет между изоляторами определяется при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц и рассчитывается по формуле:
(2.25)где τ – момент инерции, см4;
S – площадь поперечного сечения шины, см2.
Момент инерции определяется по формуле:
(2.26)где τ – момент инерции, см4;
b – высота шины, мм;
h – ширина шины, мм.
Полученное значение момента инерции подставляется в формулу (2.25):
Полученное значение пролета между изоляторами подставляется в формулу (2.24):
Момент сопротивления шины определяется по формуле:
(2.27)
Значения пролета между изоляторами и момент инерции шины подставляются в формулу (2.23):
Для алюминия марки АДО допустимое напряжение в материале σдоп = 40 МПа.
Вывод: т.к. расчетное напряжение в материале меньше допустимого значит, шины механически прочны.
2.4.6 Выбор опорных изоляторов в цепи трансформатора на стороне 10 кВ
Условия выбора опорных изоляторов:
- по напряжению установки – UУСТ ≤ UН;
- по разрушающему усилию – FРАСЧ < FДОП.
Расчетная разрушающая сила определяется по формуле:
(2.28)где Fрасч – расчетная разрушающая сила, Н.
Допустимая разрушающая сила определяется по формуле:
(2.29)где Fдоп – допустимая разрушающая сила, Н.
Fразр – разрушающая сила, Н
По каталогу выбирается опорный изолятор типа ОНС-10-2000 У3, Fразр = 2000 Н.
Вывод: опорный изолятор выбранного типа механически прочен.
2.4.7 Выбор проходных изоляторов на стороне 10 кВ
Условия выбора опорных изоляторов:
- по напряжению установки – UУСТ ≤ UН;
- по длительному току - IМАХ ≤ IН;
- по разрушающему усилию – FРАСЧ < FДОП.
Расчетная разрушающая сила проходного изолятора определяется по формуле:
(2.30) 
По каталогу выбирается проходной изолятор типа ИП-10/630-750 IIУ, FРАЗР = 750 Н
Определение допустимой разрушающей силы производится по формуле (2.29):
Вывод: выбранный тип проходного изолятора механически прочен, т.к. расчетная разрушающая сила меньше допустимой.
2.5 Выбор рода оперативного тока
При выборе рода оперативного тока необходимо учитывать два фактора:
- схему подстанции;
- релейную защиту и автоматику подстанции.
В настоящее время применяются следующие виды оперативного тока:
- постоянный;
- выпрямленный;
- переменный.
Применение постоянного оперативного тока, требующее установки дорогостоящих аккумуляторных батарей, увеличивает стоимость сооружения, эксплуатационные расходы, вызывает необходимость сооружения разветвленной сети. Но в связи с тем, что на стороне 10 кВ имеется потребитель I категории (Петрозаводская птицефабрика), применение постоянного оперативного тока является необходимым для обеспечения надежного и бесперебойного питания схем релейной защиты и автоматики.
Принимается аккумуляторная батарея типа СК-2, состоящая из 108 элементов.
2.6 Расчет заземляющего устройства
Заземляющее устройство подстанции имеет площадь 30×30 м2 при удельном сопротивлении 40 Ом. Естественные заземлители отсутствуют. В качестве искусственного заземлителя применяют вертикальные и горизонтальные заземлители.
Вертикальные заземлители – сталь круглая диаметром 22 мм, длиной 5 метров.
Заземлитель горизонтальный выполнен из стальной полосы 30×4.
Расстояние между уголками 5 м, глубина заложения проводника от поверхности земли 0,7 м.
Климатическая зона II, нормируемое сопротивление заземляющего устройства: RЗ.Н. = 0,5 Ом.
Согласно Правил устройства электроустановок, допустимое сопротивление заземляющего устройства с учетом удельного сопротивления грунта ρгр равно:
(2.31)где Rз – допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом;
ρгр – удельное сопротивление грунта;
Rзн – нормируемое сопротивление заземляющего устройства, Ом.
Определение сопротивления растекания вертикального заземлителя производится по формуле:
(2.32)где RВ – сопротивления растекания вертикального заземлителя, Ом;
L – длина заземлителя, м;
d – диаметр поперечного сечения, м;
ρрасч в – расчетное удельное сопротивления вертикального заземлителя, Ом ∙м;
t′ – расчетная (условная) глубина заложения проводника, м.
Определение расчетной (условной) глубины заложения проводника:
(2.33) 
Определение удельного сопротивления вертикального заземлителя:
(2.34)где КС – коэффициент сезонности для вертикальных электродов принимается равным 1,7.
Полученное значение подставляется в формулу (2.32):
Определение количества вертикальных заземлителей производится по формуле:
(2.35)где n – количество вертикальных заземлителей, шт.;
ηв – коэффициент использования вертикальных заземлителей с учетом интерполяции, принимается равным 0,6.
Принимается nВ = 118 шт.
Определение длины горизонтальных заземлителей производится по формуле:
(2.36)