83. Выбор эл-ких аппаратов и проводников. Нагрузочная спос-сть; проверка на электродин-кую и термическую стойкость; проверка на коммутационную способность.

Выбор электрооборудования заключается в его выборе по условиям продолжительных режимов и проверки по условиям кратковременных режимов. Под расчетными условиями понимаются наиболее тяжелые условия, но достаточно вероятные , в которых могут оказаться аппарат или проводник при различных режимов их работы в ЭУ.

Проверка на термическую стойкость.

Термическая стойкость частей эл. аппаратов и проводников лимитируется кратковременной предельно-допустимой температурой их нагрева Qкр.доп. Для эл. аппаратов устанавливается ток термической стойкости Iтерм. норм.

В общем случае для эл. аппаратов термическая стойкость определяется по выражению:

Bтерм норм=I² терм норм*tтер норм≥Bк, Bтерм= I² терм*tк> Bк

Bк- интеграл Джоуля для условия к.з.

Если время к.з. (tк) отличается от времени tтер норм , то для определения тока термической стойкости используется след-ее выражения:

tк = tоткл> tтер норм;

I терм = I терм норм√ tтер норм/ tк

Bтер = Bтерм норм

tк ≤ tтер норм

I терм = I терм норм

Bтер = I² терм норм*tк

Термическая стойкость проводников определяется по следующим условиям:

Qкр.доп ≥Qкн , Qкн – конечная температура нагрева проводника при к.з.

Если принять, что до к.з. проводник был полностью загружен, его температура была Qдл доп , а при к.з . он нагрелся до температуры Qкр доп , то тогда можно найти минимально допустимое сечение проводника

Ст – коэф-т термической стойкости

S ≥ Sтер min

На практике решается одна из следующих задач:

1.при известных параметрах проводника цепи проверяется его термическая стойкость при к.з. (Qкр.доп ≥Qкн)

2.при известных значениях тока к.з. в цепи и температуры нагрева проводника определяется его термически стойкое сечение.

Проверка на коммутационную способность.

На коммутационную способность проверяются все коммутационные аппараты. При проверке на коммутационную способность высоковольтных выключателей Iоткл.ном ≥ Iп τ

Iоткл.ном –номинальный ток отключения выключатля

Iп τ – действующее значение периодической составляющей тока к.з. в цепи в момент времени τ , т.е. нала расхождения дугогасительных контактов.

Iа норм = 2 βнорм *Iоткл ном ≥ iаτ

Iа норм – нормированное значение апериодической составляющей тока отключения,

Βнорм – нормированное содержание апериодической составляющей в токе отключения,

Iаτ – расчетное значение апериодической составляющей тока к.з. в цепи в момент τ.

√2(1+ βнорм) Iоткл ном≥ iкτ

iкτ -расчетное мгновенное значение тока к.з. в цепи в момент начала расхождения дугогасительных контактов выключателей.

Iвкл норм≥Iпо iвкл норм≥ iуд Uвнорм ≥Uв

Iвкл норм – нормированное действующее значение периодической составляющей тока вкл-я отключателей,

iвкл норм- мгновенное значение

Iпо- начальное значение периодической составляющей тока к.з.

Uвнорм- нормированное значение Uв

Uв - собственное восстанавливающееся напряжение на контактах выключателя при отключении расчетного к.з. в цепи.

Проверка на электродин-кую стойкость.

Для аппаратов:

Iпр скв = iдин≥Iуд расч

Iпр скв≥ Iпо

Iпр скв- предельный сквозной ток аппарата допустимый при к.з.

iдин- нормированный ток эл. динамической стойкости аппарата.

Iуд расч- расчетное(наибольшее) значение уд. тока к.з. в цепи аппарата

Iпо- периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент.

Для шинных конструкций и проводников:

доп ≥ расч

доп- допустимое напряжение в материале шин

расч- расчетное напряжение в материале шин

доп = 0,7 пч

пч- предел прочности или временное сопротивление разрыва материала шин

расч определяется:

определяется наибольшая расчетная сила, действующая при к.з. на элементы шинных линий. Шинная линия в общем случае представляет собой колебательную систему;

рассматривается 3 вида такой системы:

- статическая – система в которой не учитываются возможные колебания шин, изоляторов и несущих конструкций;

- упрощенная динамическая система – учитываются колебания шин, но не учитываются колебания изоляторов и несущих конструкций.;

- динамическая система – учитываются колебания шин, изоляторов и несущих конструкций.

Для изоляторов:

Определяется расчетная эл. дин. сила, действующая на шине в пролете , затем находится расчетная сила действующая на головку изолятора.

Fрасч= Fрасч ш п (Нц ш/ Низ)

Нц ш – высота центра тяжести поперечного сечения шины;

Низ – высота изолятора;

Fрасч ш п – эл. дин. сила , действующая на шины в пролете.

Проверяется эл. дин.стойкость изолятора по след условию:

Fдоп из ≥ Fрасч из

Fдоп из- допустимая стойкость изолятора

Fдоп из = 0,6 Fразр из – для одиночных изоляторов

Fдоп из = Fразр из – для спаренных изоляторов

Fразр из – минимальная разрушающая сила изолятора.

85. Проектирование механической части воздушных ЛЭП. Исходные положения и задачи расчёта. Климатические условия и их нормирование. Определение удельных нагрузок на провода и тросы. Систематический расчёт проводов и грозозащитных тросов. Критическая температура.

Механический расчет воздушных ЛЭП входит: 1) Расчет опор и их фундаментов 2) Расчет приводов и грозозащитных тросов.

Задачей мех-го расчета проводов и тросов состоит в обеспечении механической прочности и габаритов для следующих условий: 1 режим: нормальный режим работы ВЛ под которым понимается состояние ВЛ при необорванных проводах и тросах 2 режим: аварийный режим работы хар-ся оборванными одним или несколькими тросами или проводами при этом проверяются тяжения и стрелы провеса в пролетах смежных с аварийным 3 режим: монтажный режим хар-ся состоянием в условиях монтажа опор проводов и тросов 4 режим: режим работы ВЛ, который связан с возможными приближениями проводов к элементам опор и сооружений по рабочему напряжению, а также возможными внутренними или внешними перенапряжениями.

Климатические условия и их нормирование: Функционир-ие воздушных ЛЭП происходит в условиях воздействия на них различных климатических условий. Величина t воздуха оказывает прямое влияние на степень натяжения и провисание проводов при этом наибольшее влияние имеют высокая, низкая и среднегодовая t. Кроме того на роботу ВЛ оказывает влияние t-ра при которой происходит процесс образования гололеда. Также давление на провода , тросы и опоры оказывает ветер. Возникающая при этом нагрузка увеличивает их натяжение.

При проектировании конкретной ВЛ выбор расчетных Клим.условий производится в соответствии с картами климатического районирования, которые предполагают разделение всей территории страны на семь районов по ветру и на 5 по гололеду. Каждый район по ветру хар-ся скоростным напором (q-скорость ветра на 10 метров от земли), о по гололеду толщиной стенки гололеда в зав-ти от срока их повторяемости. Скоростной напор ветра связан со скор ветра q=v в квадрате/1.6 (Па). Повторяемость макс скорости ветра и наибольшей толщены гололеда принимают в зависимости от важности ВЛ, которая хар-ся ном.напр.

Расчеты и проектирование ВЛ ведут по расчетным сочетаниям Клим.условий. которые составлены на основе наиболее вероятного одновременного появления определенной скорости ветра, гололеда и тем-ры.

Определение удельных нагрузок на провода и тросы. Провода и тросы испытывают 2 вида нагрузок – вертикальные-под воздействием веса провода и гололеда, - горизонтальные-под давлением ветра. В рез-те этих нагрузок в Ме появ-ся растягивающее напр. При расчетах пользуются удельными нагрузками, которые к 1 м длинны линии или 1мм2 сечений провода. Расчет удел нагрузок ведется из усл.что нагр.по длине провода в пролете распред-ся равномерно и порывы ветра отсутствуют.

Нагрузка от собственного веса провода вычисл.след.обр.

G-масса провода; q-ускорение собств.падения; F-суммарная площадь поперечного сечения всех проволок троса или провода

Нагрузка от веса гололеда опред-ся исходя из усл, что гололедные отложения имеют цилиндрическую форму с плотностью 0,9 г/см3

d-диаметр провода; b-толщина стенки гололеда принимаемая в зависимости от Клим-го района по гололеду и номин.напр.линии.

Суммарная нагр.от веса провода и гололеда направлена вертикально

Нагрузка от давления ветра при отсутствии гололеда:

-угол между направлением ветра и проводами; q-скоростной напор ветра; С-аэродинамический коэффициент; -коэф.учитывающий неравномерность скорости ветра по длине пролета.

При наличии гололеда нагрузка от давления ветра

Суммарная нагрузка от собств.веса проводов и давлением ветра при отсутствии гололеда:

Суммарная нагрузка с учетом гололеда:

При проектировании следут учитывать что если линии имеют большую длину, то ее отдельные участки могут оказаться в неодинаковых Клим.условиях. В этом случае для различных частей такой линии расчетные Клим.усл.принимаются различные.

Систематический расчет проводов и грозозащитных тросов. Цель системного расчета зак-ся в построении зависим-тей изменения напр в проводе от длины пролетов , а также стрелы провеса от длины продета . Эти зависимости находят для различных определ-х расчетных сочетаний Клим.условий.

Расчет грозозащитного троса. Используются те же методы и приемы, что и для расчкта проводов. При этом расположение троса на опоре должно быть таким, чтобы гарантировать защиту проводов от ударов молнии. Чтобы избежать перекрытия с троса на провод во время удара молнии в трос должны быть соблюдены расстояния между тросом и проводами в середине пролета. Напряжение в тросе при наибольшей нагрузке, а также при низшей и среднегодовой t не должны превышать соот-х допустимых напр. Допустимые расстояния должны соблюдаться для условий грозового режима, когда провода и тросы нагружены собственным весом/ ветер отсут, t воздуха +15 градусов/ Стрела провеса троса при этих грозовых условиях должна быть не больше чем расчитаное по ф-ле

f-стрела провеса провода в середине пролета; h-расстояние по вертикали между точками подвеса провода и троса; h- допустимое расс-ие между проводом и тросом.

Критическая температура. Стрела провеса зависит от величины нагрузки и напряжения, которое в свою очередь зависит также от нагр и t. В зависимости отношении нагрузки к напряжению, стрела провеса может получатся большей, тогда когда на провод действует дополнит.нагрузка при относительно близкой t, либо когда провод нах-ся под действием собственного веса при более высокой t. При этом возможен случай существования t при которой провод только под действием собственного веса будет иметь только такую же стрелу провеса, как и в режиме дополнительной нагрузки- такая t называется критической.