12. Выбор токоведущих частей.

На ГРЭС необходимо выбрать токоведущие части для следующих участков:

- участок от генератора до блочного трансформатора;

- участок от РУ до блочного трансформатора;

- шины РУ;

- шины РУ собственных нужд.

Выбор токоведущих частей цепи генератора.

Токоведущие части на участке от генератора до блочного трансформатора выполняются комплектным пофазно-экранированным токопроводом, который выбирается по следующим условиям:

- по напряжению установки:

; (12.1)

- по максимальному длительному току:

; (12.2)

- по электродинамической стойкости:

; (12.3)

В цепях генераторов ТВВ-500-2 предполагаю установить комплектные токопроводы ТЭКН-П-24-30000-560, технические данные которых приведены в таблице 12.1.

Проверяю их по вышеперечисленным условиям:

- по напряжению установки:

Из таблицы 12.1 Uном=24 кВ

Uуст=20 кВ;

24 кВ>20 кВ, т.е. условие (12.1) выполняется.

- по максимальному длительному току:

Из таблицы 12.1 Iном=30000 А;

;

30000 А>17001 А, т.е. условие (12.2) выполняется.

- по электродинамической стойкости:

Из таблицы 12.1 ;

Из таблицы 8.1 ;

560 кА>492,7 кА, т.е. условие (12.3) выполняется.

Выбранный комплектный пофазно-экранированный токопровод удовлетворяет всем условиям. Принимаю его для установки в цепях генераторов.

Таблица 12.1- Технические данные комплектного пофазно-экранированного токопровода.

Тип	UНОМ , кВ	IНОМ , А	Iдин , кА
ТЭКН-П-24	24	30000	560

Выбор токоведущих частей на участке от шин РУ ВН до блочного трансформатора.

Токоведущие части выполняются гибкими токопроводами , которые выбираются по следующим условиям:

- по экономической плотности тока:

, (12.4)

где - экономическое сечение, мм²;

Iэ- нормированная экономическая плотность тока (определяется в зависимости от типа проводника и Тмах), А/мм².

Проверке по экономической плотности тока не подлежат:

сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при Тмах до 5000 часов;

ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ и осветительные сети;

сборные шины РУ и ошиновка в пределах ОРУ и ЗРУ всех напряжений;

сети временных сооружений.

- по нагреву допустимым током:

> , (12.5)

- по термическому действию тока КЗ:

, (12.6)

где q- сечение проводника, мм²;

q_MIN- минимальное сечение проводника, отвечающее требованию термической стойкости, мм²;

q_MIN определяется по формуле:

, (12.7)

где С- функция, зависящая от проводника.

- по электродинамическому действию тока КЗ:

При больших токах КЗ провода в фазах могут сблизиться, что

приводит к схлестыванию или пробою.

Проверке на электродинамическое действие токов КЗ не подлежат гибкие шины РУ при и провода ВЛ при .

- по условиям короны:

Проверке подлежат гибкие токопроводы напряжением 35 кВ и выше.

Провода не будут коронировать, если выполняется условие:

, (12.8)

где Е- напряженность электрического поля около поверхности провода;

Е₀- критическая напряженность электрического поля, при которой возникает коронный разряд;

Е определяется по формуле:

, (12.9)

где U- линейное напряжение, кВ;

r₀- радиус провода, см;

D_СР- среднее расстояние между проводами фаз, см;

При горизонтальном расположении фаз D_СР=1,26D,

где D- расстояние между фазами.

Е₀ определяется по формуле:

, (12.10)

где т- коэффициент, учитывающий шероховатость провода.

Для многопроволочных проводов т=0,82.

Произвожу выбор проводников:

- по экономической плотности тока:

Для алюминиевых проводов при Тмах>5000 часов

;

По результатам расчета ;

По формуле 12.4:

;

Принимаю три провода в фазе типа АС-300/39, технические данные которого приведены в таблице 12.2.

- по нагреву допустимым током:

Из таблицы 12.2 I_доп=710 А, тогда для 3 проводов в фазе:

;

;

2130 А>1029,952 А, т.е. условие (12.5) выполняется.

- по термическому действию токов КЗ проверка не производится, т.к. токоведущие части выполнены голыми проводниками на открытом воздухе.

- по электродинамическому действию тока КЗ:

Усилие от длительного протекания тока двухфазного КЗ:

,

где Д- расстояние между фазами. Согласно норм ПУЭ 2.5.52 принимаю для 330 кВ Д=5,5 м.

Сила тяжести 1 м провода с учетом внутрифазных распорок:

где т- масса 1 м токопровода, кг.

Определяю отношение , где h- максимальная расчетная стрела провеса провода в каждом пролете. Согласно норм ПУЭ 2.5.52 принимаю h=6 м.

где - действительная выдержка времени защиты от токов КЗ.

=0,1 с- дифференциальная релейная защита.

0,05- учитывает влияние апериодической составляющей.

;

;

По диаграмме рис.4.9 [2] определяю отклонение провода и угол :

; ;

,

где d- диаметр токопровода (по табл. П3.3 [2]);

а_доп- наименьшее допустимое расстояние между фазами в момент их наибольшего сближения. Для ОРУ согласно ПУЭ при 330 кВ- 1,4 м.

Найденное значение В сравниваю с максимально допустимым:

0,72 м<2,03 м, т.е. В<В_доп.

Гибкие токопроводы с расщепленными фазами проверяю так же по электродинамическому взаимодействию проводников одной фазы:

Усилие на каждый провод:

;

Удельная нагрузка на каждый провод от взаимодействия при КЗ:

;

Удельная нагрузка на провод от собственного веса:

;

Принимаю по ПУЭ табл. 2.5.11 максимальное тяжение на фазу в нормальном режиме , определяю:

;

Допустимое расстояние между распорками внутри фазы

Таким образом в токопроводе необходима установка внутрифазных распорок на расстоянии не более 3 м друг от друга.

- по условиям короны:

Из таблицы 12.2 см- для многопроволочных проводов;

т=0,82- для многопроволочных проводов.

При горизонтальном расположении фаз:

,

где Д=5,5- расстояние между соседними фазами.

.

По формуле (12.9)

где ,

,

где а- расстояние между проводами в расщепленной фазе, принимаю по [2] стр. 238 в установках 330 кВ а=40 см.

Приняв т=0,82, определяю Е₀ по формуле (12.10):

,

,

,

- условие образования короны;

9,9<27,55, т.е. условие выполняется.

Выбор шин РУ ВН.

Шины РУ ВН выполняются гибкими токопроводами, условия выбора которых были перечислены выше.

Произвожу выбор токоведущих для шин РУ ВН.

Шины РУ ВН не подлежат проверке по экономической плотности тока, поэтому они выбираются по допустимому току.

Для шин РУ ВН . Принимаю три провода в фазе типа АС-300/39, технические данные которого приведены в таблице 12.2.

Проверка на термическое действие тока КЗ не производится, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверку по условиям короны не произвожу, т.к. ранее было показано, что АС-300/39 (3 провода в фазе) не коронирует.

Таблица 12.2- Технические данные гибких токопроводов.

Тип	r0 , см	Iдоп , А
АС-300/39	1,66	710

Выбор шин для РУ собственных нужд.

Согласно 1.3.28 ПУЭ сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах ОРУ и ЗРУ всех напряжений по экономической плотности тока не проверяются, поэтому выбор производится по допустимому току. По результатам предыдущих расчетов . Принимаю жесткие шины коробчатого сечения алюминиевые по таблице П3.5 [2], С учетом поправочного коэффициента на температуру (по таблице П3.8 [2]) .

Проверка сборных шин на термическую стойкость:

Из таблицы 9.2 ;

по [2] стр. 191.

Минимальное сечение по условию термической стойкости:

,

что меньше выбранного сечения (по табл. П3.5 [2]), следовательно шины термически стойки.

Проверка сборных шин на механическую прочность:

;

Шины коробчатого сечения обладают большим моментом инерции, поэтому расчет производится без учета колебательного процесса в механической конструкции.

Принимаю, что швеллеры шин соединены жестко по всей длине сварным швом, тогда момент сопротивления .

При расположении шин в вершинах прямоугольника расчетную формулу принимаю по таблице 4.3 [2]

где l принято 2 м;

< (по табл. 4.2 [2]), поэтому шины механически прочны.