Вибір шин та ошиновки підстанції

4.5 Вибір шин та ошиновки підстанції

Збірні шини і ошиновку в ЗРП 6-10 кВ виконують жорсткими алюмінієвими шинами різних форм (прямокутного перерізу, пакети з двох та трьох шин, трубчаті квадрати та круглі, пакети з двох швелерів на фазу). Вибір шин визначається напругою, робочим струмом та іншими умовами. При робочих струмах до 2000 А в основному використовують шини прямокутного перерізу, при більших струмах – пакети з двох і трьох смуг на фазу, далі по мірі наростання струму – використовують шини коробчатого профілю. В РП напругою 35 кВ і вище використовуються гнучкі шини та ошиновку, які виконуються проводами АС. Вихідними даними для вибору гнучких та жорстких шин та струмопроводів підстанції є номінальна напруга РП, розрахункові струми тривалого робочого режиму, значення струмів коротких замикань.

4.5.1 Вибір гнучких шин на стороні ВН

Вибір шин виконуємо по допустимому струмові навантаження, за умови, що максимальне значення струму шини не буде перевищувати відповідне допустиме значення. Максимальне значення струму шини рівне більшому з значень максимально допустимого струму ліній, що приєднані до шин ВН підстанції та максимального струму підстанції (табл. 4.2.), що рівні 390 А та 188А відповідно.

Оскільки значення максимального струму лінії є більшим за значення максимального струму підстанції, то гнучкі шини виконуємо таким самим проводом, що і повітряні лінії (ПЛ), приєднані до шин високої напруги ПС «Добромиль-14», а саме АС-70/11.

Вибраний провід відповідає встановленим нормам з умов механічної міцності [6] тому перевірку на механічну міцність не виконуємо.

Виписуємо деякі дані сталеалюмінієвого проводу АС-70/11 [4]:

-  допустиме значення струму ― І_доп = 265 А;

-  діаметр алюмінієвої жили ― D_пр = 11,4 мм.

Оскільки струм однофазного короткого замикання на шинах високої сторони складає 3,054 кА, що є менше 20 кА, то перевірку шин за умовами динамічної дії струмів КЗ виконувати непотрібно, згідно [14].

Гнучкі шини, виконані голими проводами на відкритому повітрі, на термічну дію струмів КЗ не перевіряється згідно [6].

Здійснюється перевірка на коронування згідно наведеної методки в [5].

Початкове значення критичної напруженості електричного поля визначається за формулою

,

де m=0.82 – коефіцієнт, який враховує нерівність поверхні проводу;

- радіус проводу.

Ео=30.3·0.82·(1+0.299/) = 34.686 кВ/см.

Напруженість електричного проводу навколо проводу:

,

де  кВ;

 середньо геометрична відстань між фазами

,

де D – відстань між сусідніми фазами, см.

 см.

Е= кВ/см.

Умова перевірки проводів на коронування:

1.07·Е  0.9·Ео,

 кВ/см  кВ/см- умови коронування задовільняються.

4.5.2 Вибір жорстких шин на стороні НН

Переріз жорстких шин вибираємо так само, як і для гнучких шин, за величиною допустимого струму.

де I_мах – максимальне значення струму шини у ремонтному або після-варійному режимі роботи мережі, для сторони НН I_мах = 0,274 (кА) (з табл. 4.2.); І_ДОП – допустимий струм шини з врахуванням поправки на температуру, кА;

Користуючись довідниковими матеріалами [4], для сторони НН підстанції вибираємо однополосні алюмінієві шини прямокутного січення розміром 30×4, допустимий струм яких – І_{доп ном} = 365 А.

Виконуємо перерахунок значення допустимого струму до температурних умов даної місцевості:

(А),

де Θ_0.ном = 25⁰C – номінальна температура навколишнього середовища для шини [5]; Θ_т.доп = 70⁰С – тривало допустима температура шини [4]; Θ₀ = 9,9⁰С – середньорічна температура навколишнього середовища даної місцевості.

Перевіряємо вибраний тип шини на відповідність умові:

Умова виконується.

Вибрані шини перевіряємо на термічну і динамічну стійкість.

Перевірка шин на термічну стійкість

Перевірка на термічну стійкість при КЗ виконується відповідно умови:

де Θ_К – температура шин при нагріванні струмом КЗ; Θ_К.ДОП – допустима температура нагрівання шин при КЗ, для алюмінієвих шин згідно з [4] - Θ_К.ДОП = 200 ⁰C.

Для встановлення величини Θ_К необхідно порахувати температуру провідника в нормальному режимі роботи.

⁰C.

По кривій [5] визначаю величину f_H, яка характеризує тепловий стан провідника до моменту початку КЗ, і рівна f_H = 29 ⁰C.

Визначаю величину f_K, яка характеризує кінцевий стан провідника в режимі КЗ.

де k - коефіцієнт, який враховує опір і ефективну теплоємкість провідника (згідно [5] для алюмінієвих шин k = 0,01054, (мм⁴×°С/(А²×с)); q – переріз шини, для вибраних нами шин рівний (мм²).

По кривих [5] знаючи f_k знаходимо кінцеве значення температури провідника в режимі КЗ, яке рівне Θ_К = 51 °С.

Оскільки Θ_К = 51 °С < Θ_К.ДОП = 200 °C то умова термічної стійкості виконується.

Перевірка шин на динамічну стійкість

Частота власних коливань для алюмінієвих шин визначається за формулою:

де l – довжина прогону між ізоляторами, м; J – момент інерції поперечного перерізу шини відносно осі, перпендикулярної до напрямку згинаючої сили, см⁴; q – поперечний переріз шини, см².

З цієї формули визначаємо довжину прогону l за умови, що частота власних коливань буде більша 200 Гц. Для цього знайдемо найбільше значення, яке задовольняє нерівність:

Розглянемо випадок, коли шини розміщені «на ребро», як показано на рис. 4.6.

Рис. 4.6 - Схематичне положення жорстких шин «на ребро»

Момент інерції шин розміщених «на ребро» визначається як:

( мм⁴),

де – h = 30 (мм) – висота шини; b = 4 (мм) – ширина шини.

Відповідно визначаємо довжину прогону для даного методу розміщення шин.

(м).

Розглянемо випадок, коли шини розміщені «пластом», як показано на рис. 4.7.

Рис. 4.7 - Схематичне положення жорстких шин «пластом»

Момент інерції шин, розміщених «пластом», визначається як:

( мм⁴),

де – h = 25 (мм) –ширина шини; b = 3 (мм) – висота шини.

Відповідно визначаємо довжину прогону для даного методу розміщення шин.

(м).

З розглянутих випадків вибираємо той, коли шини розміщені „пластом”, бо при цьому більша довжина прогону між ізоляторами. Тобто коли =0.866(м).

Найбільше динамічне зусилля при трифазному КЗ діє на провідник середньої фази. Його розраховують за формулою:

де  - коефіцієнт форми, оскільки відстань між сусідніми фазами значно більша від довжини шини по периметру поперечного перерізу, тому ; - значення ударного струму при трифазному короткому замиканні на стороні НН,  - відстань між сусідніми фазами [4], м.

Розраховуємо значення згинаючого моменту.

Розраховуємо значення моменту опору шини відносно осі, перпендикулярної до дії зусилля, для випадку розміщення шин в положенні „пластом”, відповідно до рис.4.7.

(м³),

Визначаємо величину напруження в матеріалі шини, що виникає в наслідок дії згинаючого моменту.

(МПа),

Виконуємо перевірку шин за умовою динамічної стійкості:

Похожие работы

Вітроенергетика і перспективи її розвитку в Україні

Скачать

38422

3

1

... складає 400 МВт. Більше 10 найбільших банків Європи інвестують вітроенергетичну індустрію. Більше 20 великих Європейських приватних інвесторів фінансують вітроенергетику. 2. Вітровий потенціал України. Перспективи розвитку української вітроенергетики   Україна здатна ефективно використовувати енергію вітру в окремих зонах при середньорічній швидкості вітру понад 4-5 м/с. Такі швидкості, ...

Виробничий потенціал Харківського регіону та напрямки його використання

Скачать

17282

1

0

... Суми. Автобусні маршрути з'єднують Харків з населеними пунктами всіх сусідніх областей, а також Київської, Запорізької та Черкаської. У 1995 році виконано роботи першого етапу реконструкції Харківського аеропорту. Він переобладнаний згідно з нормами іКАО, що дозволило ввести в дію міжнародний сектор аеровокзалу й поновити авіалінії до дев'ятьох країн близького та далекого зарубіжжя, приймати в ...