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
21
аW
li
103
22
уд
8
max
7
2
уд
п
10
h
i
5,0f
уу
2
пп
п
W2
lf
0п
доппфmax
- Механический расчет шин коробчатого сечения
Шины коробчатого сечения имеют значительно больший момент
инерции, чем шины прямоугольного сечения, следовательно, они имеют и
большую частоту собственных колебаний, что позволяет производить расчет
без учета механических колебаний.
Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз
,
где W определяют с учетом расположения фаз:
если шины расположены в горизонтальной плоскости (рис. 3, а) и швел-
леры соединены жестко между собой: W=W
при отсутствии жесткого соединения: W=2W
у0-у0
у-у
;
;
если шины расположены в вертикальной плоскости (рис. 3, б): W=2W
Сила взаимодействия между швеллерами (рис. 3, в), составляющими шину коробчатого профиля:
.
Напряжение в материале шин
.
х-х
.
Если шины соединены жестко по всей длине, то
.
Шины механически прочны, если
.
22
a
ii
k102f
21
ф
7
a
i
103f
2
уд
7ф
допmaxф
Рис. 3. Шины коробчатого сечения
- Механический расчет шин, расположенных по вершинам
равностороннего треугольника (рис. 4)
Шины всех фаз находятся в одинаковых условиях. На шину фазы А
действуют силы fас и f
(векторы сил сдвинуты в пространстве на угол 60о):
ab
.
Максимальная сила взаимодействия оказывается равной силе,
действующей на фазу В при горизонтальном расположении шин, Н/м:
.
Шины механически прочны, если
.
23
номуст
UU
допрасч
FF
Рис. 4. Распределение сил
Выбор изоляторов
В распределительных устройствах шины крепятся на опорных, проходных и подвесных изоляторах. Жесткие шины крепятся на опорных изоляторах,
выбор которых производится по следующим условиям:
– по номинальному напряжению
;
– по допустимой нагрузке
.
Здесь F
расч
ловку изолятора:
где F
– разрушающая нагрузка на изгиб.
разр
– сила, действующая на изолятор; F
F
= 0,6F
доп
– допустимая нагрузка на го-
доп
,
разр
24
hфрасч
klfF
hирасч
kFF
При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех
фаз расчетная сила, Н:
,
где kh – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на
ребро (рис. 5):
Здесь Низ – высота изолятора.
При расположении шин в вершинах треугольника
где значение Fи берется из табл. 2.
,
Рис. 5. Изолятор
25
Распределение шин
Напряжение в материале шин
от взаимодействия между
фазами, МПа
Силы, действующие на
изоляторы, Н
номуст
UU
номmax
II
Таблица 2
Формулы для механического расчета шин, расположенных в
вершинах треугольника
Проходные изоляторы выбираются:
– по напряжению
– по номинальному току
;
;
26
допрасч
FF
3
ном
max
P 63 10
I 4558 А.
3 U 0,95 cos 3 10,5 0,95 0,8
– по допустимой нагрузке
.
Для проходных изоляторов расчетная сила, Н:
F
=0,5fф∙l.
расч
Пример 2 Задание. Выбрать ошиновку в цепи генератора ТВФ–63 и
сборные шины 10,5 кВ, к которым присоединен генератор на ТЭЦ с двумя генераторами по 63 МВт и связью с системой по линиям 110 кВ. Принять Т
тах
=
6000 ч, среднемесячную температуру наиболее жаркого месяца +30°С. Значения токов КЗ приведены в табл. 4.4 [5].
Р е ш е н и е . Согласно § 1.3.28 ПУЭ сборные шины н ошиновка в пределах распределительных устройств по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производится по допустимому току.
Наибольший ток в цепи генераторов и сборных шин
Принимаем шины коробчатого сечения алюминиевые 2(125 х 55 х 6,5) мм2
[5, табл. П3.5], I
доп,ном
пературу 0,94 [5, табл. П3.8] I
= 4640 А. С учетом поправочного коэффициента на тем-
= 4640 0,94 = 4361 А, что меньше наибольше-
доп
го тока, поэтому выбираем шины 2(150 x 65 x 7) мм2 сечением 2 x 1785 мм2,
I
= 5650 0,94 = 5311 А > 1
доп
= 4558 А.
max
П р о ве р к а сб о р ны х ши н на т ер ми че ск ую с то йк ос ть .
Периодическая составляющая тока короткого замыкания I
табл. 4.4], тогда тепловой импульс тока КЗ
= 58,5 кА [5,
п.0
27
2 2 2
k п,0 отк a
B I t T 58,5 4 0,185 14322 кА с.
6
2
k
min
B
14322 10
q 1315 мм ,
C 91
22
2 2 8
y
8
ф,max
y0 y0
il
161 400 2 10
2,2 10 2,2 17,16 МПа,
aW 0,8 167
расч ф,max доп
σ σ σ 75МПа.
Минимальное сечение по условию термической стойкости
что меньше выбранного сечения 2 х 1785, следовательно, шины термически
стойки; С принимаем по табл. 3.14 [5]
П р о ве р к а с бо рн ых ш ин на м ех ан ич ес ку ю п ро ч н о с т ь.
Ударный ток iy = 161,4 кА [5, табл. 4.4]. Шины коробчатого сечения обладают
большим моментом инерции, поэтому расчет производится без учета колебательного процесса в механической конструкции. Принимаем, что швеллеры
шин соединены жестко по всей длине сварным швом, тогда момент сопротивления W
= 167 см3. При расположении шин в вершинах прямоугольного
y0-y0
треугольника расчетную формулу принимаем по табл. 2:
где l принято 2 м.
Поэтому шины механически прочны.
В ы б о р из ол ят ор о в . Выбираем опорные изоляторы ОФ-Ю-2000УЗ,
Вразр = 20000 Н, высота изолятора Низ = 134 мм. Проверяем изоляторы на механическую прочность. Максимальная сила, действующая на изгиб, по табл. 2:
28
2
2
y
77
и
il
1,62 161 400 2
F 1,62 10 10 10550 Н,
a 0,8
из
к
из из
h 150
H с 134 7
H
22
k 1,61;
H H 134
расч и разр
F 0,5F 0,5 10550 5275 0,6F 0,6 42500 Н.
где принято расстояние между фазами а = 0,8 м. Поправка на высоту коробчатых шин
F
= khFи - 1,61 10550 = 16985 Н > 0,6F
расч
= 12000 Н.
paзр
Таким образом, изолятор ОФ–Ю–2000УЗ не проходит по механической
прочности. Выбираем изолятор ОФ–Ю–ЗОООУЗ, F
F
=16985Н<0,6 30000 Н.
pacч
Выбираем проходной изолятор П–10–5000–4250, U
I
=5000А>I
ном
= 4558 A; F
max
= 42 500 Н.
paзp
= 30000 Н, тогда
pазр
=10 кВ;
Н0М
Проверяем изолятор на механическую прочность:
Проверка ошиновки в цепи генератора на термическую стойкость. Выше
выбраны шины сборные и ошиновка в цепи генератора одинакового сечения
2 х 1785 мм2. Расчетный ток в цепи генератора I
= 30,2 кА [5, табл. 4.4]
п,0
(ветвь G2 + система) меньше, чем на сборных шинах, поэтому ошиновка в цепи генератора термически стойка.
П р о ве р к а ш и н н а м ех ан ич ес ку ю п ро чн ос ть . Ошиновка от
сборных шин до выключателя в ГРУ расположена по рис. 3, а. Примем 1 = 2 м,
а = 0,6 м; швеллеры шин соединены жестко только в местах крепления шин на
изоляторах (lп = l). Расчетный ток iу = 83 кА [5, табл. 4.4], тогда
29
22
8 2 2
y
8
ф
ф
il
3 10 2 83000
3 10 4,76 МПа;
aW 0,6 167
2 7 2
2 2 7 2
y п
пп
п
пп
0,12i 10 l
l f 0,5 83000 10 2
58 МПа,
12W h 12W 0,134 12 14,7
расч ф п доп
4,76 58 62,76 МПа 75 МПа.
2
27
y
расч h разр
il
83000 2 10
F k 3 1,61 3 6403 Н 0,6F 0,6 20000 H.
a 0,6
max ном
I I ;4558 А 6800 А;
y дин
i i ; 83 кА 250 кА.
где h=134 мм=0,134 м; Wп= W
Поэтому шины механически прочны.
Выбор изоляторов. Выбираем опорные изоляторы ОФ-10-2000УЗ:
Проходной изолятор выбираем такого же типа, как на сборных шинах П-
10-5000-4250.
=14,7 [5, табл. П3.5];
y-y
Выбор комплектного токопровода. От выводов генератора до фасадной
стены главного корпуса токоведущие части выполнены комплектным пофазно-экранированным токопроводом. Выбираем ТЭКН-20 /7800 на номинальное
напряжение 20 кВ [7, табл. 7.8], номинальный ток 6800 А, электродинамическую стойкость главной цепи 250 кА.
Проверяем токопровод:
30
ном,т
ном норм,т
ном
S
32000
I I 1466 А;
2 3U 2 3 6,3
max норм,т
I 1,35I 1,35 1466 1979 А.
6
2
k
min
B
26 10
q 56 мм ,
C 91
2
173,2 J
200 .
lq
Пример 3 Задание. Выбрать шины в цепи трансформатора ТРДН-32000
со стороны 6,3 кВ. Трансформатор установлен на подстанции 110/6,3 кВ. Расчетные токи КЗ: I
=1 1, 5 кА; iу = 30 кА; Вк = 26 106 кА2 с. Допустимая пе-
п,0
регрузка трансформатора 35%; = 25°С.
Р е ш е н и е . Определяем расчетные токи продолжительных режимов:
Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как
шинный мост, соединяющий трансформаторе КРУ, небольшой длины и находится в пределах подстанции. Принимаем двухполосные шины 2(60x10) см2;
I
= 2010 А [5, табл. П3.4].
доп
По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:
I
=1979 А = 2010 А.
mаx
Проверяем шины на термическую стойкость:
что меньше принятого сечения.
Проверяем шины на механическую прочность. Определяем пролет l при
условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]