3.Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов и измерительных трансформаторов

Приступая к выполнению этой части проекта, нужно решить вопрос о типе РУ тяговой подстанции: открытые (ОРУ), закрытые комплектного типа (КРУ), комплектного типа наружной установки (КРУН) и т.д. Сведения о применяемых на современных подстанциях РУ можно взять из [?] . В курсовом проекте рассчитываются и выбираются приведенные ниже элементы.

3.1.Шины ру

3.1.1.Шины ору.

Шины открытых РУ - 27,5; 35; 100; 220 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО (сечение не менее 70 мм ), Кроме того, для РУ-27,6 и 35 кВ сейчас применяются и жесткие шины трубчатого сечения марки AT. Сечение сборных вин q выбирают по условию

,

где I_доп – дополнительно допускаемый ток для шины данного сечения и материала. А; находится по справочникам [9 - 11];

I_доп.max – максимальный длительный ток нагрузки. А; определяется в зависимости от мощностей подключенных потребителей или рабочих трансформаторов, взятых из задания (для ОРУ-35 кВ районной нагрузки) или найденных по формулам (4), (5) и (6) для ОРУ-11О, 220 кВ и (7) и (б) для ОРУ-27,5 кВ .

Выбранные шины проверяются на термическую устойчивость воздействию тока к.з., находится минимальное термически стойкое сечение, мм²,

,

где В_к – тепловой импульс к.з. вычисляется по формуле

, кА^2.с.

Здесь величины I_по берутся ив расчетов токов к.з. (см. табл. 2.1), I_отк – вычисляется по формуле (15), а Т_а – постоянная времени отключения цепи – для тяговых подстанций можно принять равной 0,05 С^о, С – функция, зависящая от перегрева; для алюминиевых и стальных компонентов шин численно изменяется в пределах 90…60.

Термическая устойчивость обеспечена, если выполнено соотношение

.

3.1.2.Шины зру

Шины закрытых РУ - 3,3; 6; 10 и 27,5 кВ выполняются из алюминия жесткими, прямоугольного сечения. Условие выбора принимается по формуле (20). Материал и сечение шин определяются по справочникам [9, 10, 11]. Проверка производится не только на термическую устойчивость по выражениям (21) и (22), но и на электродинамическую стойкость по условию

.

Здесь _расч – расчетное механическое напряжение в материале шины, МПа, равно _расч = М/W;

_рдоп – допускаемое напряжение для материала шин, МПа, для алюминиевых шин _рдоп = 65 МПа.

Отметим, что _расч необходимо определить через изгибающий момент М, кНм, зависящий от силы F, действующей на шину при к.з., и момент сопротивления W, м³, зависящий от размеров сечений и способа установки шины. Формулы для определениям, М, F и W приведены в литературе [5, 6].

3.2.Высоковольтные выключатели переменного тока

Выключатели выбираются по роду установки, номинальным напряжению и току:

,

, (24)

где U_ном и I_ном – соответственно номинальные напряжение и ток выключателя, кВ и А, определяются по [7];

U_раб и I_раб.max – напряжение, кВ и максимальный ток, А цепи, где устанавливается выключатель. Выполнение условий (24) гарантирует работу выключателя в нормальном режиме.

Надежная работа выключателя при к.а. обеспечивается проверкой:

• на электродинамическую устойчивость

;

• на термическую устойчивость

• на отключающую способность

,

; (27)

• на заданный цикл АПВ,

где i_скв – амплитудное значение предельного сквозного тока выключателя, кА, по ГОСТ 687-78;

i_у – ударный ток к.з. (см. п.2);

I_т и t_т – ток и время термической стойкости, соответственно в кА и с;

В_к – тепловой импульс тока к.з., кА, проходящего через выключатель;

I_{ном.отк} – номинальный ток отключения выключателя (действующее значение), кА;

_ном – номинальный коэффициент содержания апериодической составляющей;

I_по, I_nt и i_at – берутся из табл.2.1.

Проверка отключающей способности по полному току к.з. производится для электрически неудаленных точек. Величины; i_скв, I_т, t_т, I_{ном.отк}, _ном выбираются по справочной литературе [7].