Расчёт максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 11Следующая ⇒

Максимальный рабочий ток вводов и перемычки транзитной тяговой подстанции определим, используя выражение:

где – коэффициент перспективы, равный 1.3;

– коэффициент транзита, равный 1.7

nт – число понижающих трансформаторов;

– номинальная мощность трансформатора, В×А;

– номинальное входное напряжение тяговой подстанции, В;

Максимальный рабочий ток обмотки высокого напряжения тягового трансформатора определим по формуле:

где: – коэффициент перегрузки трансформатора, равный 1.5;

– номинальное напряжение стороны высокого напряжения.

Максимальный рабочий ток обмотки среднего напряжения тягового трансформатора определим, используя выражение:

где: – номинальное напряжение стороны среднего напряжения, В;

Максимальный рабочий ток обмотки низкого напряжения тягового трансформатора определим, используя выражение:

где: – номинальное напряжение стороны низкого напряжения, В;

Сборные шины среднего напряжения (27.5 кВ):

где: – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0.7.

Ток фидера контактной сети (27.5) принимаем: .

Сборные шины низкого напряжения (10 кВ):

где: – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, равный 0.7.

Максимальные рабочие токи фидеров районных потребителей определим по формуле:

где - коэффициент перспективы, равный 1.3;

- полная мощность районного потребителя, В×А;

- номинальное напряжение районного потребителя , В;

Ток фидера районного потребителя

Расчёт величины теплового импульса для всех РУ

Для проверки аппаратуры и токоведущих частей выполняется расчёт величины теплового импульса для всех РУ по выражению:

кА2×с

где - начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания;

- постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания,

где - время срабатывания релейной защиты рассматриваемой цепи;

- полное время отключения выключателя.

Результаты расчета оформим в виде таблицы:

Таблица № 6

	U, кВ	tа, с	tпв, с	tрз, с	tотк, с	Iк, кА		, А2с
вводы	110	0.02	0.055	2.5	2.555	3.3	3.32(2.555+0.02)	28.04
	27.5	0.02	0.06	1.5	1.56	6	62(1.56+0.02)	56.9
	10	0.02	0.06	1.0	1.06	1.52	1.522(1.06+0.02)	2.5
фидеры	27.5	0.02	0.06	0.5	0.56	5.2	4,92(0.56+0.02)	15.7
фидеры	10	0.02	0.06	0.5	0.56	1.52	1.522(0.56+0.02)	1.34

Выбор сборных шин и токоведущих элементов. Выбор изоляторов

Шины открытых РУ 110 кВ и 27.5 кВ выполняют сталеалюминевыми гибкими проводами марки АС.

Выбор гибких шин РУ – 110 кВ и РУ 27.5 кВ.

1. Сечение проводов выбирается по допустимому току:

2. Проверка на термическую стойкость выполняется по формуле:

где: - минимальное сечение, термическое устойчивое при КЗ, мм2

Минимальное сечение, при котором протекание тока КЗ не вызывает нагрев проводника выше допустимой температуры:

где: - величина теплового импульса;

С – константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90, .

3. Проверка по условию отсутствия коронирования.

где: E0 – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см,

где: m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m = 0.82);

rпр – радиус провода, см.

E – напряжённость электрического поля около поверхности провода, кВ/см,

где U – линейное напряжение, кВ;

Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

При горизонтальном расположении фаз .

Здесь D – расстояние между соседними фазами, см. Для сборных шин приняты расстояния между проводами разных фаз –1.6 и 3.0 м для напряжений 27.5 и 110 кВ соответственно.

В РУ – 10 кВ жесткие шины не проверяются на условие коронирования, а проверяются на электродинамическую стойкость:

Проверка на электродинамическую устойчивость:

где: - механическое напряжение, возникающие в шинах при КЗ

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м ( РУ - 10 кВ: l = 1м);

а – расстояние между осями шин соседних фаз, м ( РУ - 10 кВ: а = 0.25 м );

iу – ударный ток трёхфазного короткого замыкания, кА;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию

усилия, м3

при расположении шин на ребро(при I>2000 A):

, м3

при расположении шин плашмя(при I<2000 А):

, м3

где: b и h – толщина и ширина шины, м

РУ – 110 кВ

Ввод ТП: тип шин АС – 95 [4]

по допустимому току:

по термической стойкости:

95мм2 > 58.8мм2

по условию отсутствия коронирования

;

Ввод высокого напряжения ТТ: тип шин АС – 70 [4]

по допустимому току:

Выбираем шины АС – 70, потому что шины меньшего сечения не удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

по термической стойкости:

70мм2 > 58.8мм2

по условию отсутствия коронирования

;

РУ – 27.5 кВ

Ввод ТП: тип шин АС – 400 [4]

по допустимому току:

Ввод среднего напряжения ТТ:

Сборные шины среднего напряжения :

Фидера контактной сети:

по термической стойкости:

400мм2 > 83.8мм2

по условию отсутствия коронирования

;

РУ – 10 кВ

Ввод низкого напряжения ТТ: тип шин А – 80 ´ 10 [4]

по допустимому току:

по термической стойкости:

800мм2 > 17.6мм2

по электродинамической устойчивости:

40 > 0.36 МПа

Сборные шины низкого напржения: тип шин А – 80 ´ 8 [4]

по допустимому току:

по термической стойкости:

640мм2 > 17.6мм2

по электродинамической устойчивости:

40 > 0.56 МПа

Фидеры районного потребителя 10 кВ, тип шин А – 15 ´ 3

по допустимому току:

по термической стойкости:

45мм2 > 12.9мм2

по электродинамической устойчивости:

40 > 23.8 МПа

Для ввода низкого напряжения ТТ выберем кабель 3 ´ ААП2Л – 10 – 500

Выбор изоляторов

Шины подвешиваются с помощью полимерных подвесных изоляторов. Марки изоляторов и их технические данные представлены в таблице №7 для РУ 110 кВ и РУ 27,5 кВ.

Таблица № 7.

Характеристики и марки изоляторов	Номинальное напряжение, кВ	Разрушающая сила при растяжении, кН	Длина пути утечки не менее, мм	Длина изоляционной части, мм	Масса, кг	Строительная высота, мм
ЛК – 120/110-III	110	120	3160	1005	4.5	1270±10
ЛК – 70/35-III	35	70	1160	410	2.2	595±10