2.8 Выбор электрооборудования подстанции
Общим требованием к электрооборудованию подстанции является обеспечения нормального режима работы и устойчивость его к воздействиям токов КЗ.
2.8.1 Выбор электрооборудования подстанции на стороне вн
Проверка сечения кабелей на действие токов КЗ
Выбранные в разделе 5 высоковольтные питающие линии необходимо проверить на термическое действие токов КЗ.
Минимальное сечение кабеля на термическую устойчивость для трехфазного К.З.
,
(2.30)
где С – коэффициент; для кабелей напряжением 6–10 кВ с медными жилами С = 140, с алюминиевыми жилами С = 95, для алюминиевых шин С = 95, для медных шин С = 170;
tпр – приведенное время, с.
Приведенное время
tпр = tпр.п.+tпр.а., (2.31)
где tпр.п. – время периодической слагающей тока КЗ, с;
tпр.а. – время апериодической слагающей тока КЗ, с;
Величина tпр.п. определяется по кривым tпр.п. = ¦(b¢¢ ) в зависимости от действительного времени протекания тока КЗ t.
t = tз+tвыкл (2.32)
где tз – время действия защиты, с;
tвыкл – время действия выключающей аппаратуры, с;
По заданию время действия защиты (по условиям селективности) tз = 0,5 с, время действия масляных выключателей ГПП tвыкл = 0,14 с.
t = 0,5 + 0,14 = 0,64 с
При
(2.33)
и t = 0,64 с tпр.п . = 0,5 с согласно [2 – 244].
Время апериодической слагающей тока КЗ при действительном времени t < 1 с не учитывается.
В общем случае
(2.34)
В нашем случае
tпр = tпр.п. = 0,5 с
Для кабеля АСБ–3х16 коэффициент С = 95, при I¥ = 0,85кА = 850А
Выбранное сечение жил кабеля 16 мм2>6,35 мм2, следовательно, кабель АСБ – 3х16 удовлетворяет расчетному току термической устойчивости к токам КЗ.
2.8.2 Выбор выключателей нагрузки
В разделе 4 принято решение об установке со стороны ВН подстанции выключателей нагрузки с предохранителями.
Условия и данные для выбора приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Данные выключателей нагрузки с предохранителями
Условия выбора |
Расчетные данные |
Данные выключателя нагрузки |
Uвыкл. н ³ UВН |
UВН = 10 кВ |
Uвыкл. н = 10 кВ |
Iвыкл. н ³ Iр |
Iр = 24 А |
Iвыкл. н = 400 А |
Выбираем
выключатель нагрузки ВНПу–10/400–10зУЗ
согласно [4–252] с предохранителями
ПКТ101–10–31,5–12,5УЗ с номинальным током
патрона Iн.п
=
31,5А > Iр
=
24А и номинальным током отключения Iоткл
=
12,5кА. При выборе предохранителей по
отключающей способности должны быть
выполнены условия
и
.
В
нашем случае
2.8.3 Выбор электрооборудования подстанции на стороне нн
Выбор шин
Шины РУ выбираются по расчетному току и проверяются на режим короткого замыкания.
Условия выбора шин
(2.35)
где Iн – длительно допустимый ток нагрузки шин, А
(2.36)
где k1 – поправочный коэффициент, при расположении шин горизонтально k1 = 0,92;
k2 – коэффициент для многополосных шин;
k3 – поправочный коэффициент при температуре окружающей среды, отличной от +25°C.
Расчетный ток по формуле (5–2)
По [4–395] выбираем шины алюминиевые окрашенные однополосные размером 60х8мм, имеющие допустимый ток 1025А при расположении их вертикально.
При расположении шин плашмя
Для проверки шин на динамическую стойкость определяем расчетную нагрузку
(2.37)
где l – расстояние между опорными изоляторами, см;
а – расстояние между осями фаз, см.
По заданию принято l = 50см; а = 10см.
Момент сопротивления шин при установке их плашмя
(2.38)
Рисунок. 2.11 - Расположение шин плашмя
Максимальный изгибающий момент при числе пролетов свыше 2-х
(2.39)
Напряжение на изгиб
(2.40)
Условие
проверки шин на динамическую устойчивость:
Наибольшее допустимое напряжение на изгиб Gдоп составляет
для медных шин 130МПа;
для алюминиевых шин 65МПа.
5,5МПа < 65МПа, следовательно по электродинамической устойчивости шины проходят.
Для проверки шины на термическую устойчивость определяют минимальное сечение по формуле
Сечение выбранных шин составляет 50х5 = 250 мм2>71 мм2, следовательно, по термической стойкости шина проходит.