5. Проверка оборудования тяговой подстанции

Выбранное по условиям длительного режима оборудование тяговой подстанции следует проверить по условиям к.з., т.е.на электродинамическую и термическую стойкость.

В общем случае, для проверки электродинамической стойкости оборудования необходимо находить механические напряжения в материале оборудования и сравнить их с допустимыми значениями в соответствии с условием:

_(5.1)

Непосредственно такой подход реализуется только для проверки жестких шин. Для остальной типовой электрической аппаратуры используется косвенный подход, при котором обеспечивается электродинамическая стойкость, т.е. должно соблюдаться условие:

_(5.2)

где: i_у расчетное значение удельного тока к.з.;

-каталожное нормируемое значение динамического (предельного сквозного) тока к.з.

При проверке на термическую стойкость оборудования также используется косвенный подход, при котором определяется не температура нагрева оборудования, а характеризующие её показатели. Для шин проверка на термическую стойкость заключается в определении минимального сечения термически устойчивого при к.з.:

q_ш>=q_min (5.3)

где: q_ш – выбранное по I_p.max сечении шин.

Для остальной аппаратуры проверка на термическую стойкость заключается в сравнении расчетного теплового импульса тока к.з. В_к с нормируемым значением В_н:

, (5.4)

Нормируемый тепловой импульс В_н задаётся непосредственно в каталогах, либо определяется через приведённые значения тока I_т и t_т термической стойкости:

_(5.5)

Расчетный тепловой импульс может быть определён по выражению:

, (5.6)

где: I_по – начальное значение периодической составляющей тока к.з.;

Т_а – постоянная времени апериодической составляющей тока к.з.

(принять Т_а = 0,05с).

Время в течении которого проходит ток к.з.,

, (5.7)

где: t₃ – время действия защиты рассматриваемой цепи;

t_в – полное время отключения выключателя до погасания дуги.

1. Проверка шин:

• Расчетный тепловой импульс определяется по (5.6):

_110кВ:

35кВ:

_10кВ:

_0,4кВ:

• _{Наименьшее сечение:}

, (5.8)

где B_К – тепловой импульс к.з., находится по выражению (2.46); С – константа, значение которой для алюминиевых шин равно 90, размерность С (А∙с^1,2/мм²).

_110кВ:

35кВ:

_10кВ:

_0,4кВ:

2. Проверка изоляторов:

Изоляторы, на которых крепятся токоведущие части в распределительных устройствах, проверяются в соответствии с выражением:

, (5.9)

где F_доп – допустимая нагрузка на изолятор; F_доп = 0,6∙F_разр. (F_разр. – разрушающее усилие приводится в каталогах); F_разр. - сила, действующая на изолятор. Её расчёт ведётся обычным способом и приведён /3, с.73-75; 8, с.99/.

Изоляторы РУ-3,3 кВ на термическую стойкость не проверяются.

0,4кВ: Изолятор ОФ – 6 – 375

Производим проверку по условию (5.9):

42,2<225,

Следовательно, изоляторы годны.

10кВ: изолятор И8 – 10 – УХЛ3

Производим проверку по условию (5.9):

4,8<8,

Следовательно, изоляторы годны.

3. Проверка высоковольтных выключателей постоянного тока.

10кВ

ВБМЭ-10-31,5...40/2000

• На электродинамическую стойкость

(5.10)

• На термическую стойкость

(5.11)

(5.12)

Производим проверку по условию (5.11):

• На отключающую способность

Время от начала к. з. до расхождения контактов выключателя:

(5.13)

где t_3min – время действия защиты рассматриваемой цепи, (0,01);

t_св – собственное время отключения выключателя

τ = 0,01+0,03=0,04 c

источником питания является система бесконечной мощности, поэтому I_nτ (симметричный ток отключения)равно действующему значению тока к.з., т.е. I_nτ = I_к. Тогда условие проверки на симметричный ток отключения имеет вид:

(5.14)

где I_н.откл – номинальный ток отключения выключателя .

Проверка на отключение апериодической составляющей тока к.з

, (5.15)

где – i_aτ апериодическая составляющая тока к.з. в момент расхождения контактов выключателя:

(5.16)

где i_а.ном – номинальное нормируемое значение апериодической составляющей тока к.з.

, (5.17)

где β_ном – номинальное содержание апериодической составляющей

(5.18)

Производим проверку по условию (5.15):

110кВ

ВВУ

• На электродинамическую стойкость (по условию(5.10)):

• На термическую стойкость (по условию(5.11)):

• На отключающую способность (5.13):

τ =0,01+0,08=0,09 c

• По выражению (5.16) определяем апериодическую составляющую тока:

• Производим проверку по условию (5.15):

,

• Производим проверку по условию (5.14):

35кВ

ВВГ

• На электродинамическую стойкость (по условию(5.10)):

• На термическую стойкость (по условию(5.11)):

• На отключающую способность (5.13):

τ =0,01+0,07=0,08 c

• По выражению (5.16) определяем апериодическую составляющую тока:

• Производим проверку по условию (5.15):

,

• Производим проверку по условию (5.14):