_методички / ТиТрПС / Проектирование-21.42

Постоянная времени затухания

аппаратов ее учитывают при времени протекания тока короткого замыкания tоткл < 1 с.

400

ºС

Алюминий

300

Медь2

250

200

τ150

τк

100

τн

50

А

Рис. 3.1. Зависимость температуры нагрева шин от температурного коэффициента

26

Время от начала короткого замыкания до его отключения

где tзащ.осн – выдержка времени основной защиты, с;

tв.о – полное время отключения высоковольтного выключателя, с [10, 12]. При определенных условиях основная защита может не сработать (повреждение цепей защиты, отказ реле), поэтому при «близких» коротких замыканиях и особой ответственности электротехнического оборудования оправ-

данно оценивать термическую стойкость при действии резервной защиты. Затем по графическим зависимостям (см. рис. 3.1) в зависимости от ко-

нечного температурного коэффициента нагрева Ак определяется температура нагрева τк . Максимально допустимые значения температуры нагрева шин приведены в табл. 3.1.

При проверке шин на динамическую стойкость должно выполняться условие:

где F – максимальное усилие, приходящееся на 1 м длины шины, Н/м;

27

l – длина шинного пролета (расстояние между осями опорных изоляторов), м, принимается в соответствии с требованиями, изложенными в работах [1, 2];

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной направлению действия электродинамической силы, см3.

При однополосной шине

где iу – ударный ток трехфазного короткого замыкания, А;

а– расстояние между осями шин соседних фаз, м.

Зависимость допустимого механического напряжения от вида материа-

ла шин приведена в табл. 3.2.

Моменты сопротивления для различных расположений шин и форм их сечения вычисляются по формулам, приведенным в табл. 3.3.

3.1.4. Выбор шин открытого распределительного устройства

Шины ОРУ выполняются гибкими проводами [6 – 8]. Сечение гибких шин ОРУ выбирается по длительному току нагрузки и проверяется на термическую стойкость в соответствии с условиями (3.14) и (3.15). Из условий механической прочности и удобства монтажа сечение шин ОРУ принимаем не менее 70 мм2. Проверку выбранного сечения на электродинамическую стойкость обычно не проводят, так как гибкие шины крепятся с помощью гирлянд подвесных изоляторов на значительном расстоянии между фазами. При большой длине пролетов (более 40 м) проводится механический расчет гибких шин (так же, как и расчет проводов высоковольтных линий электропередач).

28

аа

Выбранное сечение шин ОРУ при напряжении 110 кВ и выше проверяется по условию исключения возникновения разряда в виде короны.

Максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см;

где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, для многопроволочных проводов m = 0,82;

rпр – радиус провода, см.

Напряженность электрического поля на поверхности провода, кВ/см,

Е = 0,354U , (3.26)

rпр lg

Dср

rпр

где U – линейное напряжение, приложенное к шинам, кВ;

Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

29

При горизонтальном расположении фаз

где D – расстояние между соседними фазами, см.

Для сборных шин принимается расстояние между проводами разных фаз 3,0 и 4,0 м для напряжения 110 и 220 кВ соответственно [7].

3.2. Выбор выключателей

Высоковольтные выключатели выбираются по напряжению установки при соблюдении условия:

номинальному току –

роду установки (внутренняя или наружная); конструктивному исполнению (маломасляные, элегазовые, вакуумные).

Высоковольтные выключатели проверяются на термическую и электродинамическую стойкость, а также на отключающую способность.

При проверке выключателя на электродинамическую стойкость должно соблюдаться условие:

30

номинальному току отключения –

где Iном.отк – номинальный ток отключения [8, 10, 12], кА.

3.3. Выбор разъединителей

Разъединители выбираются по напряжению установки и номинальному току согласно выражениям

(3.28) и (3.29);

роду установки (внутренняя или наружная); конструктивному исполнению (одноили трехполюсные, с заземляю-

щими ножами или без них, с вертикальным или горизонтальным расположением ножей).

Выбранный разъединитель проверяется на электродинамическую и термическую стойкость согласно условиям (3.30) и (3.31).

Характеристики выбранных коммутационных аппаратов для всех ступеней напряжения (выключатели, разъединители) должны быть приведены в виде табл. 3.4 и 3.5.

4. ВЫБОР СРЕДСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

Ограничители перенапряжения предназначены для защиты от грозового и коммутационного перенапряжения изоляции электрооборудования тяговых подстанций, постов секционирования и пунктов параллельного соединения.

Ограничители перенапряжения выбираются по классу напряжения сети;

наибольшему длительно допустимому рабочему напряжению; номинальному разрядному току; остаточному напряжению.

В курсовом проекте рекомендуется произвести выбор ограничителей перенапряжения для защиты РУ всех классов напряжения по условию:

31

Т а б л и ц а 3.4

Результаты выбора выключателей

Т а б л и ц а 3.5

Результаты выбора разъединителей

35

Места размещения, подключения и заземления ограничителей перенапряжения выбираются в соответствии с требованиями, перечисленными в работах [1, 14], их технические характеристики приведены в работах [11, 12].

5. ВЫБОР КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ АППАРАТУРЫ

5.1. Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока (ТТ) выбираются по напряжению установки согласно выражению (3.28); номинальному току первичной обмотки

где I1ном – номинальный ток первичной обмотки ТТ (ТТ выполняются на номинальные первичные токи 5, 10, 15, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200 (250), 300, 400 (500), 600 (750), 800, 1000, 1200, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000 и

т. д., А. В скобках указаны номинальные токи ТТ, выполненных с секционированной первичной обмоткой);

роду установки (внутренняя или наружная); классу точности (при питании расчетных счетчиков применяются ТТ с

классом точности 0,5; щитовых приборов и контрольных счетчиков – 1,0; релейной защиты и различных сигнальных устройств – 3,0 и 10,0).

Выбранный ТТ проверяется на электродинамическую и термическую стойкость.

При проверке ТТ на электродинамическую стойкость должно выполняться условие:

Iдин – ток электродинамической стойкости [8, 10, 12].

При проверке ТТ на термическую стойкость должно выполняться условие:

где Bк – тепловой импульс в той точке цепи, где установлен ТТ, А2·с.

33

При проверке ТТ по вторичной нагрузке должно выполняться условие:

где Z2 – вторичная нагрузка наиболее нагруженной фазы ТТ;

Z2ном – номинальная допустимая нагрузка ТТ [10, 12].

Вторичная нагрузка определяется по формуле в зависимости от схемы соединения ТТ:

включен один ТТ –

34

rк – переходное сопротивление контактов (принимается равным 0,05 Ом при двух – трех приборах и 0,1 Ом – при большем числе приборов);

lрасч – расчетная длина соединительных проводов (контрольных кабелей), м;

l – длина соединительных проводов от места установки ТТ до места установки измерительных приборов и реле, м, определяется по планам РУ тяговой подстанции.

Для того чтобы ТТ работал в заданном классе точности, должно выполняться условие:

где rпр ≈ r2ном − rприб − rк .

Сечение соединительных проводов (контактных кабелей)

где ρ – удельное сопротивление материала жил контактных кабелей, для контрольных кабелей с медными жилами ρ = 0,0175 (Ом·мм2)/м, с алюминиевы-

ми – 0,0283.

На тяговых подстанциях применяются контрольные кабели с медными жилами (контрольные кабели с алюминиевыми жилами не применяются в связи с возможностью нарушения их целостности из-за вибрации грунта и сооружений от проходящих поездов). Из условий механической прочности сечение жил контрольных кабелей выбирается не менее 2,5 мм2.

Результаты выбора трансформаторов тока должны быть приведены в таблице, аналогичной табл. 3.5.

5.2. Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения (ТН) выбираются по напряжению установки в соответствии с формулой (3.28);

конструкции и схеме соединения обмоток (в соответствии с измерительными приборами и реле, подлежащими присоединению к ТН);

роду установки (внутренняя или наружная);

35