Электроснабжение металлургического завода Категории надёжности (стр. 7 из 9)
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.
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 480 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)
q= 8·0,6 = 4,8см2
Рассчитываем момент инерции:
Проверяем шину на электродинамическую стойкость как статическую систему с нагрузкой равной наибольшей электродинамической силе.
Наибольшее удельное усилие, в Н/м
где Iуд – ударный ток при КЗ на шинах в точке К2, в А;
а – расстояние между осями крепления , в м;
а = 130 + h(6.22)
130 – минимально допустимое расстояние в свету между токоведущими частями для РУ 10 кВ по ПУЭ, в мм.
а = 130 + 80 = 210 мм =0,21 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:
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: АДО с допустимым напряжением 40 МПа и модулем упругости 7 *
.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 противоаварийной автоматики.
Для отключение 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 10-20/1600
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 = 6 кВ
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 = 1600 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
1600 ≥ 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 = 20 кА
tт- время протекания тока термической стойкости , в с
Из паспортных данных выключателя: tт = 3 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 = (8,2)2· 2,55 = 171,4 кА2с
Условие (7.6) 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 - ударный ток в точке К2, в кА.
52 ≥ 20,6Условие (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:
Номинальный ток разъединителя из паспортных данных: Iном =1000 А, что соответствует условию, в А: Iном. ³Iр.мах (7.7)
2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА2с:
Вк ≥ Вк.расч. (7.8)
Вк = IT2·tт , (7.9)
где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;
Из паспортных данных разъединителя: Iт = 20 кА
tт- время протекания тока термической стойкости , в с
Из паспортных данных разъединителя: tт = 3 c
.Вк = 202· 3 = 1200 кА2с
Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.10)
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+0,5 +0,05 = 3,05 с
Вк.расч =
Условие (7.10) выполняется.
4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.
ic≥ Iуд (7.11)
где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;
Из паспортных данных разъединителя: iс = 50 кА
Iуд - ударный ток в точке К1, в кА.
50 ≥ 12,8
Условие (7.11) выполняется.
Выбранный разъединитель типа: РГП СЭЩ-35/1000-УХЛ 1 с приводом.
7.3 Выбор короткозамыкателя
Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ.
Из условия:
Uном ≥ U уст , (7.12)
где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.
Из паспортных данных выключателя: Uном = 35 кВ
U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ
ИЗ главы 3.2 U уст = 35 кВ
Условие (7.12) выполняется.
Выбираем короткозамыкатель (устанавливают на стороне (35) 110 кВ) типа:
1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:
2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА2с: .Вк ≥ Вк.расч. (7.14)
Вк = IT2·tт , (7.15)
где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;
Из паспортных данных разъединителя: Iт = 12,5кА
tт- время протекания тока термической стойкости , в с
Из паспортных данных короткозамыкателя: tт = 4 c
Вк = (12,5)2· 4 = 625 кА2с
Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.16)