Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электроснабжение. Выбор и проверка токоведущих частей и коммутационных аппаратов. Методические указания к практическим и курсовой работам
.pdf
11
номном
ном
г.номнор м
cosU3
Р
II
номном
ном
max
cos95,0U3
Р
I
ном
ном
т.номнорм
U3
S
II
послеаварийный – режим, при котором часть элементов электроустановки
вышла из строя или выведена в ремонт вследствие аварийного оключения,
для оставшегося оборудования возможна перегрузка током I
При выборе электрооборудования необходимо учитывать наибольший ток
одного из режимов: ремонтного или послеаварийного.
Определение расчетных токов
Цепь генератора
Наибольший ток нормального режима принимается при загрузке генератора
до номинальной мощности Р
, при номинальном напряжении и cosφ
ном
Наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима определяется
.
пав max
:
ном
.
при условии работы генератора при снижении напряжения на 5%.
.
Системы двухобмоточного трансформатора связи на электростанции
Со стороны ВН и НН:
,
где S
– номинальная мощность трансформатора.
ном
Номинальные токи ремонтного и послеаварийного режима принимаются
при условии отключения параллельно работающего трансформатора, оставшийся в работе трансформатор может быть перегружен на 40% при длительной
12
т.номпгmax
IkI
т.номmax
I)4,13,1(I
ном
нг
нор м
U32
S
I
нг
S
аварийной перегрузке, систематическая перегрузка зависит от условий охлаждения, от типа трансформатора и графика нагрузки. Если допустимые перегрузки неизвестны:
,
где I
=1,3–1,4 – коэффициент перегрузочной способности оборудования.
ном.т
Цепь трехобмоточного трансформатора (часто применяются на ТЭЦ
в качестве трансформаторов связи, работают как повышающие, передавая избыток мощности генераторов в сеть ВН и СН) или автотрансформатора на
электростанции
При блочном соединении генератора с трансформатором на стороне
НН I
норм
и I
определяются так же, как в цепи генератора.
ном
При поперечных связях между генераторами (поперечная связь позволя-
ет заменить один элемент блока аналогичным элементом другого блока) расчетные условия на стороне НН и ВН определяются по мощности трансформатора с учетом его перегрузки:
I
норм=Iном.т;
На стороне СН, если отсутствует связь с энергосистемой и установле-
но два трансформатора:
где
– наибольшая перспективная нагрузка на СН на 10-летний период [4,
подразд. 4.4]:
I
max
=2I
норм
.
,
.
13
т.номmax
I)4,13,1(I
т.ном
S
ном
т.ном
нор м
U3
S
)7,065,0(I
ном
т.ном
max
U3
S
)4,13,1(I
ном
т.ном
нор м
U3
S
)7,065,0(I
ном
т.ном
max
U3
S
)4,13,1(I
ном
нг
нор м
U32
S
I
Если к шинам СН присоединена энергосистема и возможны перетоки
между ВН и СН:
I
норм=Iном.т
;
.
Цепь двухобмоточного трансформатора на подстанции
На стороне ВН и НН токи определяются с учетом установки в перспекти-
ве трансформатора следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности
;
.
:
Цепь трехобмоточного трансформатора на подстанции
На стороне ВН:
;
.
На стороне СН (при двух установленных трансформаторах):
;
I
=2I
max
норм.
14
ном
т.ном
нор м
U3
S
)7,065,0(I
ном
т.ном
max
U3
S
)4,13,1(I
ном
нг
нор м
U32
S
I
ном
нп
нор м
U32
S
I
ном
нп
нор м
U3n
S
I
нор мнор м
I
1n
n
I
Цепь автотрансформатора на подстанции
На стороне ВН и СН:
;
.
На стороне НН:
;
I
=2I
max
норм.
Цепь линии
Линия одиночная, радиальная:
I
норм
= I
max
.
Две параллельно работающие линии:
;
I
max
=2I
норм
,
где Sнп – наибольшая мощность потребителей, присоединенных к линиям.
Несколько (n) параллельных линий:
;
.
15
ном
нп
нор м
U3
S
I
нор мmax
I
1n
n
I
допmax
II
Цепи секционных, шиносоединительных выключателей, сборные шины
I
определяется с учетом токораспределения по шинам при наиболее
норм
неблагоприятном эксплуатационном режиме (отключение части генераторов,
перевод отходящих линий на одну систему шин, а источников питания – на
другую).
I
не превышает тока самого мощного генератора или трансформатора,
max
присоединенного к этим шинам.
Цепь группового сдвоенного реактора
В нормальном режиме ветви реактора загружены равномерно, ток опре-
деляется по нагрузке присоединенных к ветви потребителей:
.
В послеаварийном или ремонтном режиме при отключении одной из по-
требительских линий, присоединенных к ветви реактора, нагрузка второй ветви
возрастает:
,
где n – число линий, присоединенных к одной ветви реактора.
Если реактор выбран верно, то I
не превышает номинального тока его
max
ветви.
также режимы в период ремонтов и возможность неравномерного распределения токов между секциями шин:
Выбор сечения шин производится по нагреву (по допустимому току)
Учитываются не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а
,
16
.ном.о
доп.одоп
одоп
.ном.допдоп
II
о
доп
70 С
о
о.ном
25 С
45
70
II
о
.ном.допдоп
о
о.ном
25 С
о
доп.кк
qq
min
к
доп.к
min кТ
q В / С
Тк
С/В
где I
– допустимый ток на шины выбранного сечения с учетом поправки при
доп
расположении шин плашмя (п. 1.3.23 ПУЭ) или температуре воздуха, отличной
от принятой в таблицах (
=25 оС):
.
Для неизолированных проводов и окрашенных шин принято
, тогда
,
;
где I
доп.ном
– допустимый ток по таблицам [6] при температуре воздуха
;
– действительная температура воздуха.
Проверка шин на термическую стойкость при КЗ производится по условию:
или
,
где
– температура шин при нагреве током КЗ;
– допустимая температу-
ра нагрева шин при КЗ [1, табл. 3.15]; q – выбранное сечение; q
ное сечение по термической стойкости:
,
– минималь-
min
где
КЗ обусловливает нагрев проводника до кратковременно допустимой температуры; Ст – функция, значения которой приведены в таблицах [2, табл. 7–9;
3, табл. 8.2–8.4].
– минимальное сечение проводника, которое при заданном токе
17
а
kkli
103F
распф
2)3(
уд
7
max
а
i
103f
2)3(
уд
7)3(
Проверка шин на электродинамическую стойкость
В жестких шинах, укрепленных на изоляторах, возникают колебания, частота
которых зависит от массы и жесткости конструкций. ПУЭ не требует проверки на
электродинамическую стойкость с учетом механических колебаний.
Проверка шин на механическую прочность
- Механический расчет однополосных шин
Наибольшее усилие при трехфазном КЗ определяется по формуле, Н/м:
,
где k
– коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников
расп
[2, табл. 1; 3, табл.7.3]; в учебном проектировании при расположении шин в одной плоскости или по вершинам равностороннего треугольника принимается
k
=1,0; при расположении по вершинам прямоугольного треугольника при-
расп
нимается k
расп
=0,95.
.
Так как расстояние между фазами значительно больше периметра шин
а>>2(b+h), то коэффициент формы kф =1.
Так как наибольшие электродинамические усилия возникают при трех-
фазном повреждении, то в дальнейших расчетах учитывается ударный ток
трехфазного КЗ. Индекс (3) для упрощения опускается.
Равномерно распределенная сила f создает изгибающий момент (шина
рассматривается как многопролетная балка, свободно лежащая на опорах с
наибольшим моментом в крайних пролетах), Нм:
18
10
lf
М
2
max
аW
li
103
22
уд
8
max
Расположение шин
Момент инерции J, см
4
Момент сопротивления
W, см
3
bh3/12
b3h/12
bh3/6
b3h/6
0,72hb3
πd4/64
π(D4 - d4)/64
bh2/6
b2h/6
bh2/3
b2h/3
1,44hb2
πd3/32
π(D4 - d4)/32D
,
где l – длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции, м.
Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибаю-
щего момента, МПа:
,
где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной
действию усилия, см3 (табл. 1).
Таблица 1
Моменты сопротивления и инерции
19
допmax
доп
4
ф
п
)3(
уд
п
п
k
ЕJ
i
а
216,0l
4
п
п
2
п
m
ЕJ
10133,0l
Шины механически прочны, если
,
где
– допустимое механическое напряжение в материале шин [3, табл. 4.2].
- Механический расчет двухполосных шин
При выполнении каждой фазы из двух полос, возникают усилия между
фазами и между полосами, которые не должны приводить к соприкосновению
полос, для этого в пролетах между полосами устанавливаются прокладки. Пролет между прокладками lп выбирается таким, чтобы электродинамические силы
при КЗ не вызывали соприкосновения полос:
.
Механическая система «две полосы–изоляторы» должна иметь частоту
собственных колебаний больше 200 Гц, чтобы не произошло резкого
увеличения усилия в результате механического резонанса. Исходя из этого:
,
где ап – расстояние между осями полос, см; Jп=hb3/12 – момент инерции
полосы, см4; kф – коэффициент формы (рис. 2); mп – масса полосы на единицу
длины, кг/м; Е – модуль упругости материала шин (для алюминия и
алюминиевого сплава равен 7, для меди равен 10).
20
п
2
пп
п
W12
lf
2
уд
ф
2
8
ф
i
аW
l
103
доппфmax
Рис. 2. Кривые для определения коэффициента формы для двухполосных
шин при а=2b
В расчет принимается меньшее из значений lп.
Напряжение в материале шин от взаимодействия полос, МПа:
,
где Wп – момент сопротивления одной полосы, см3; lп – расстояние между
прокладками, м.
Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз
,
где l – длина пролета между изоляторами; Wф – момент сопротивления пакета
шин, см3 (табл. 1).
Шины механически прочны, если
.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]