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

3.1 Выбор шин РУ

3.1.1 Выбор шин ОРУ-220 кВ

Шины ОРУ-220 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО. Сечение сборных шин выбирают по условию

I_доп  I_{раб мах}, (26)

где I_доп – допустимый ток для шин данного материала и сечения, А;

I_{раб мах} – максимальный длительный ток нагрузки, А.

, (27)

где к_пр – коэффициент перспективы развития потребителей, к_пр = 1,3;

S_тп – максимальная полная мощность подстанции, МВА.

.

По данным [5] выбран провод марки АС-10 с допустимым током I_доп = 80 А.

Шины проверены на термическую устойчивость воздействию тока КЗ.

Минимальное сечение по условию термической стойкости

q  q_min, (28)

где q – выбранное сечение, мм².

, (29)

где В_к – тепловой импульс КЗ, кА²с;

, (30)

где Т_а – постоянная времени отключения цепи, Т_а = 0,05 с;

t_откл = t_ов + t_рз, (31)

где t_ов – собственное время отключения выключателя , t_ов = 0,05 с;

t_рз – время действия релейной защиты, t_рз = 1,1 с;

С – коэффициент, зависящий от перегрева, С = 80 Ас^1/2/мм².

;

.

Окончательно принят провод АС-50 с I_доп = 210 А

3.1.2 Выбор шин ЗРУ-10 кВ

Шины ЗРУ-10 кВ выполняются из алюминия, жесткими, прямоугольного сечения. Максимальный длительный ток нагрузки

, (32)

где к_рн – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения, к_рн = 0,7;

.

По данным [3] выбраны алюминиевые шины прямоугольного сечения, размерами 506 (q =300 мм²) с I_доп = 740 А.

Проверка шин на термическую устойчивость:

;

.

Проверка шин на электродинамическую устойчивость:

, (33)

где _расч – расчетное механическое напряжение в материале шины, МПА.

, (34)

где М_мах – максимальный изгибающий момент, Нм;

W – момент сопротивления, см³;

, (35)

где F_max – максимальная сила, действующая на шину, Н;

l – длина пролета между опорными изоляторами, l = 1м;

, (36)

где а – расстояние между шинами, м, а = 0,5 м;

, (37)

где h и b – ширина и толщина шины, м.

;

;

;

.

Для алюминиевых шин допустимое напряжение _доп = 65 МПа, следовательно данные шины не подходят. При выборе шин 6010 с I_доп = 1155 А получили

_расч = 55,6 МПА.

3.1.3 Выбор шин РУ-3,3 кВ

Шины РУ-3,3 кВ выполняются из алюминия, жесткими, прямоугольного сечения.

Максимальный рабочий ток (по заданию)

I_{p max} = 3500 А.

, (38)

где N – число выпрямительных агрегатов N = 2;

I_dн – выпрямленный ток агрегата, А;

к_рн – коэффициент распределения нагрузки на шинах, к_рн = 0,8.

Для этого тока принимаем шины по две на каждую линию 12010 с длительным допустимым током I_доп = 3900 А, q = 2400 мм².

;

;

q = 2400 мм² > q_min = 500,5 мм².

Проверка на электродинамическую устойчивость:

;

;

;

.

Условие выполняется. Окончательно приняты шины 12010 по две на каждую линию с расстоянием а =0,5 м.