Электрический расчет ввода 132кВ с бми конденсаторного типа
Расчет производится в соответствии с стандартными справочными данными для расчета ввода 110кВ с БМИ конденсаторного типа.
Основные габаритные размеры ввода определяются на основе расчетов токопроводящего стержня, длин воздушного и масляного конца фарфоровых покрышек и внутренней изоляции.
Исходные данные
.
Определение длины воздушного и масляного концов.
По ГОСТ 1516.2.76 найдем:
напряжение,
выдерживаемое изолятором при сухой и
чистой поверхности
,
напряжение, выдерживаемое изолятором
под дождем.
Напряжение
перекрытия при сухой и чистой поверхности
для опорных и проходных изоляторов
определяется по формуле:
[1]
Принимая
для сухой и чистой поверхности
,
и находим длину межэлектродного
расстояния
.
[1]
При
действии дождя на поверхность изолятора,
длину
можно определить по следующей формуле.
[1]
Выберем
наибольшее значение длины воздушного
конца
Длину
масляного конца фарфоровой покрышки
рассчитывают из условий недопустимости
перекрытия при
по
формуле ;
,здесь
-допустимая
выдерживаемая напряженность поля
,принимается равной
,
принимаем
[1]
Расчёт диаметра токопроводящего стержня
По условиям допустимой плотности тока определяем радиус токопроводящего стержня.
[1]
Плотность
тока принимают в пределах от 0.5 до 2А
в зависимости от применяемых
электроизоляционных материалов и
условий охлаждения. В изоляторах с
бумажно-масляной и твердой изоляцией
с конденсаторными обкладками плотность
тока берут меньше , чтобы уменьшить
тепловыделения в токопроводящем стержне
. В нашем случае принимаем j=0.5
Принимаем
z=4,
допустимую напряженность поля по
условиям пробоя изоляции
и среднюю толщину слоев 2 мм . Уточним
значение
по условиям отсутствия поверхностных
разрядов при рабочим напряжении
.напряжения возникновения коронных
разрядов находится по следующей формуле
при металлических обкладках.
В
воздухе металлических обкладках,
[1]
Средняя радиальная рабочая напряженность поля
[1]
Допустимая напряженность поля в радиальном направлении при расчётном напряжении.
[1]
Здесь
Для
дальнейших расчётов применим
из условий отсутствия коронных
поверхностных разрядов при рабочем
напряжении.
[1]
Примем:
1)
;
2) токопроводящий стержень имеет вид трубы ,внутренний радиус которой найдем следующем образом,
[1]
Сечение токопроводящей трубы составит:
[1]
Расчёт размеров внутренней изоляции
Внешний
радиус внутренней изоляции получим
,
тогда
[1]
Длину обкладки у среднего фланца определим по ;
[1]
Длину обкладки у стрежня найдем по;
[1]
В зависимости от класса напряжения изолятора выберем число основных и дополнительных обкладок и затем определим толщину изоляции между обкладками.
Для
класса напряжения 132кВ число основных
обкладок
Толщина изоляции между обкладками;
[1]
Находим длину уступа,
[1]
Находим длины всех обкладок и их радиусы.
Зная длину уступа, найдем;
[1]
Находим длину первой обкладки,
Для второй обкладки,
Аналогично рассчитываем длины всех обкладок.
Находим радиусы всех обкладок по выражению
,
здесь
20
[1]
Находим радиус первой обкладки,
Для второй обкладки
Аналогично рассчитываем радиусы всех обкладок.
Находим падение напряжения на каждом слое при расчетном напряжении;
[1]
Находим падение напряжения в первом слое,
Находим падение напряжения во втором слое,
Аналогично рассчитываем падения напряжений все слоев.
Соответственно рабочее напряжение на каждом слое будет;
[1]
Где
Находим падение напряжения в первом слое,
Находим падение напряжения во втором слое,
Аналогично рассчитываем падения напряжений всех слоев.
Находим приведенную аксиальную напряженность поля
[1]
Для первого слоя
Для второго слоя
Аналогично рассчитываем приведенные аксиальные напряженности полей всех слоев.
Находим радиальную напряженность поля при расчетном напряжении для каждого слоя.
[1]
Для первого слоя
Для второго слоя
Аналогично рассчитываем радиальные напряженности полей всех слоев.
Емкость каждого слоя изоляции подчитывают по формуле цилиндрического конденсатора;
[1]
Где
–диэлектрическая проницаемость вакуума
- относительная диэлектрическая
проницаемость бумажно-масляной изоляции.
Находим емкость первого слоя.
Находим емкость второго слоя.
Аналогично рассчитываем емкости всех слоев.
Определим напряжение появления поверхностных разрядов по бумажно-масляной изоляции.
[1]
Находим напряжение появления поверхностных разрядов первого слоя
Находим напряжение появления поверхностных разрядов второго слоя
Аналогично рассчитываем напряжение появления поверхностных разрядов всех остальных слоев.
Таблица.1.1.1
|
|
|
|
|
|
кВ |
|
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
1 |
0.343 |
108 |
0.04 |
0.116 |
20.835 |
5.382 |
0.405 |
2 |
0.395 |
103.95 |
0.041 |
0.105 |
18.867 |
4.874 |
0.367 |
3 |
0.446 |
99.9 |
0.043 |
0.097 |
17.411 |
4.498 |
0.338 |
4 |
0.498 |
95.85 |
0.045 |
0.091 |
16.314 |
4.215 |
0.317 |
5 |
0.549 |
91.8 |
0.047 |
0.086 |
15.483 |
4 |
0.301 |
6 |
0.601 |
87.75 |
0.05 |
0.083 |
14.859 |
3.839 |
0.289 |
7 |
0.652 |
83.7 |
0.052 |
0.08 |
14.4 |
3.72 |
0.28 |
8 |
0.703 |
79.65 |
0.055 |
0.078 |
14.081 |
3.638 |
0.274 |
9 |
0.755 |
75.6 |
0.058 |
0.077 |
13.886 |
3.587 |
0.27 |
10 |
0.806 |
71.55 |
0.062 |
0.077 |
13.804 |
3.566 |
0.268 |
11 |
0.858 |
67.5 |
0.066 |
0.077 |
13.832 |
3.573 |
0.269 |
12 |
0.909 |
63.45 |
0.071 |
0.078 |
13.971 |
3.609 |
0.271 |
13 |
0.961 |
59.4 |
0.076 |
0.079 |
14.228 |
3.676 |
0.276 |
14 |
1.012 |
55.35 |
0.082 |
0.081 |
14.615 |
3.776 |
0.284 |
15 |
1.064 |
51.3 |
0.09 |
0.084 |
15.155 |
3.915 |
0.294 |
16 |
1.115 |
47.25 |
0.022 |
0.088 |
15.88 |
4.102 |
0.309 |
17 |
1.167 |
43.2 |
0.098 |
0.094 |
16.838 |
4.35 |
0.327 |
18 |
1.218 |
39.15 |
0.109 |
0.101 |
18.106 |
4.678 |
0.352 |
19 |
1.27 |
35.1 |
0.14 |
0.011 |
19.804 |
5.116 |
0.385 |
20 |
1.321 |
31.05 |
0.163 |
0.123 |
22.131 |
5.717 |
0.43 |
21 |
1.373 |
27 |
|
|
|
|
- |
Продолжение табл. 1.1.1
|
|
|
IX |
X |
XI |
5.248 |
709.012 |
21.607 |
4.756 |
709.301 |
23.861 |
4.393 |
709.616 |
25.857 |
4.12 |
709.959 |
27.595 |
3.915 |
710.335 |
29.075 |
3.761 |
710.748 |
30.298 |
3.65 |
711.204 |
31.263 |
3.574 |
711.711 |
31.971 |
3.53 |
712.277 |
32.421 |
3.516 |
712.913 |
32.613 |
3.53 |
713.633 |
32.547 |
3.574 |
714.455 |
32.223 |
3.65 |
715.403 |
31.642 |
3.761 |
716.507 |
30.802 |
3.915 |
717.811 |
29.705 |
4.12 |
719.372 |
28.35 |
4.393 |
721.276 |
26.736 |
4.756 |
723.65 |
24.864 |
5.248 |
726.693 |
22.733 |
5.934 |
730.734 |
20.342 |
рис 1.1.1. Распределение напряженности электрического поля в радиальном направлении ввода.
Определим напряжение появления неустойчивых коронных разрядов;
[1]
Определим напряжение появления устойчивых коронных разрядов
.
[1]
Так
как напряжение появления неустойчивого
коронного разряда имеет большой разброс
, то в цепях гарантии отсутствия при
рабочем напряжении коронных разрядов
примем трехкратный запас. Тогда для
всех слоев
Находим длины уступов воздушного и масляного конца изолятора по следующему выражению;
[1]
[1]
Для обеспечения хорошей циркуляции масла толщину масляного канала принимают 10---20 мм. Толщину Бумажно-бакелитовых цилиндров выбирают 5---15 мм.
Т.е
а,
Определение толщины фарфоровой покрышке.
Зададимся
толщиной фарфоровой стенки
Определяем момент сопротивления, полагая
внутренний радиус фарфоровой покрышки
равным радиусу обкладки у фланца полю
15 мм, тогда
[1]
Здесь
-
радиус обкладки у фланца или внешний
радиус внутренней изоляции;
-
толщина зазора между внутренней изоляцией
и фарфоровой покрышкой. В зависимости
от типа изолятора
принимают
в пределах 5---20 мм. Для БМИ
.
Момент сопротивления изгиба при кругом сечении
[1]
Определим Х-расстояние от места приложения изгибающей силы до рассматриваемого сечения.
[1]
изгибающий момент, действующий в любом сечении изолятора
[1]
Механическое напряжение в сечении определим по;
[1]
Сечение фарфоровой покрышки.
[1]
Рис.1.1.2 .Зависимость передел прочности фарфора при изгибе от площадь поперечного сечения.
По рис.2. находим предел прочности фарфора при поперечном сечении
,
,который
равен
,
так как
,то
толщину фарфоровой покрышке принимаем
30 мм.