Задача 1

Для присоединения трансформаторов СН выбрать минимальное сечение алюминиевых шин, удовлетворяющее условию термической стойкости при КЗ.

Таблица 3.1 – Нормированные значения предельно допустимых температур нагрева при КЗ

Вид проводника	υдоп., оС
Шины: алюминиевые медные стальные, не имеющие непосредственного соединения с аппаратами стальные с непосредственным присоединением к аппаратам
	200
	300
	400
	300
Кабели с бумажной пропитанной изоляцией на напряжение, кВ, до 10 20 ... 30 110 ... 220
	200
	130
	125
Кабели и изолированные провода с медными и алюминиевыми жилами и изоляцией из: поливинилхлорида резины резины повышенной теплостойкости полиэтилена (номинальное напряжение кабеля до 35 кВ) вулканизированного полиэтилена (номинальное напряжение кабеля до 35 кВ)
	160
	150
	250
	130
	250
Провода при тяжениях, Н/мм , медные неизолированные < 20 ≥ 20
	250
	200
алюминиевые неизолированные < 10 ≥ 10
	200
	160
Алюминиевая часть сталеалюминевых проводов	200

Таблица 3.2 – Значения параметра С_т. для кабелей с алюминиевыми жилами

Кабель	Ст.,
Напряжением ≤ 10 кВ Напряжением 20 ... 35 кВ С полихлорвиниловой или резино­вой изоляцией С полиэтиленовой изоляцией	90 70 75 65

Решение

С некоторым запасом минимальное сечение шин можно определить по (3.5). При КЗ в присоединении трансформатора В_к = 3724,49·10⁶ А²·с, а для алюминия С_т. = 90 А·с^1/2/мм², поэтому

.

По таблице номинальных размеров алюминиевых шин выбираем шину сечением 80x10 или 100x8 мм.

Задача 2

Проверить на термическую стойкость при КЗ кабель сечением 150 мм², отходящий от РУ 10 кВ ТЭЦ.

Решение

Известно, что при КЗ за реактором I_п.t. ≈ I_п.о.= 15,5595 кА, а T_{а. эк.}= 0,201с.

В соответствии с исходными данными расчетная продолжительность КЗ

t_откл.= t_{в. откл.}+ t _р.з..= 0,095+0,8= 0,895 с.

Поскольку I_п.t. ≈ I_п.о., то преобразованная расчетная схема с точки зрения методики определения интеграла Джоуля относится к первому типу. Учитывая, что t_откл. > 3T_{а. эк.}, интеграл Джоуля целесообразно вычислить по (3.1):

B_к.=15,5595²∙10⁶ (0,895+0,201)= 265,339∙10⁶ А²∙с.

При отсутствии данных о предшествующей нагрузке кабеля его начальную температуру принимают равной допустимой температуре продолжительного режима. Для кабеля с бумажной изоляцией напряжением 10 кВ в соответствии с данными [1, таблица 1.12] _н.=60 °С. Этой температуре (см. рисунок 3.7) соответствует А _н.= 0,6∙10⁴ А²∙с. При этом по (3.4) находим

А _{к. н.}= 0,4∙10⁴+265,339∙10⁶/150²= 1,5793∙10⁴ А²∙с.

Конечная температура _{к. н.}= 230 °С > _доп.=200 °С, т. е. термическая стойкость кабеля не обеспечивается. Необходимо или выбрать реакторы с большим индуктивным сопротивлением, или увеличить сечение кабелей. В частности, если взять кабели сечением 185 мм², то

А _к.н.= 0,4∙10⁴+265,339∙10⁶/185²=1,1753∙10⁴ А²∙с.

При этом _к.н.= 140 °С < 200 °С, т. е. такие кабели оказываются термически стойкими.