5.4.3. Выбор комплектного токопровода.

Выбор комплектного токопровода для блока 63МВт

Примем ТЭКН-Е-20-10000-300 по [16, стр.540] на номинальное напряжение 20 кВ, номинальный ток 10000 А, электродинамическую стойкость цепи 300 кА.

Комплектный токопровод проверяется по номинальному напряжению, длительно допустимому току и на электродинамическую стойкость при протекании тока к.з.

Таблица 22

Условие проверки	Численные значения для проверки

По всем параметрам ТЭКН-Е-20-10000-300 проходит, принимаем его к установке.

Остальное оборудование к нему по [16, стр.540].

Токоведущая шина: 28015 мм

Экран: 6704 мм

Междуфазное расстояние: 1000 мм

Тип опорного изолятора: ОФР-20-500

Шаг между изоляторами: 3000 мм

Тип применяемого ТU: ЗНОМ-15

Тип применяемого ТА: ТШ-20-10000/5.

5.4.4. Выбор шин 35 кВ.

По [ПУЭ, 1.3.28]:

Проверке по экономической плотности тока не подлежат:

сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;

Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равному току наиболее мощного присоединения (в нашем случае ток в цепи трех-обмоточных трансформаторов).

Рассмотрим гибкую ошиновку из двух проводов АС-600/72 ([ПУЭ, 1.3.22]). Для 2хАС-600/72 допустимый длительный ток следует принимать , что больше. Также по [ПУЭ, Таблица 2.5.6] применение 2хАС-600/72 при напряжении 35кВ исключает коронирование.

, гдепо [8].

;.

Проверку на термическое действие тока к.з. не производим, т.к. сечение провода больше минимального.

По [5, стр.148] фазы располагаем горизонтально на расстоянии (по [ПУЭ, Таблица 4.2.2 ]).

Проверку шин на схлестывание не производим.

Также по ПУЭ проверку на термическое действие тока к.з. не производим, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Таким образом, 2xАС-600/72 по всем параметрам подходит, принимаем его к установке.

5.4.5.Выбор гибких токопроводов от выводов 35 кВдо сборных шин.

Провода линий электропередач напряжением более 35 кВ, провода длинных связей блочных трансформаторов с ОРУ, гибкие токопроводы генераторного напряжения проверяются по экономической плотности тока [ПУЭ, 1.3.25.] (что не проверяется, указано выше).

Выполним расчеты аналогично пункту 5.4.2.

Тогда по пункту 5.1. .

Тогда .

Наметим провод 3хАС-700/86 с (вне помещения) [ПУЭ, Таблица 1.3.29].

, т.к..

На термическую стойкость не проверяем, т.к. голые провода на открытом воздухе [ПУЭ].

Проверку на корону при данном сечении согласно [ПУЭ] можно не проверять, т.к. она исключено.

Таким образом, АС-700/86 по всем параметрам проходит, принимаем его к установке.

Теперь выберем шины генераторного распредустройства.

Сечение плоских шин согласно [18] выбирают по допустимому нагреву при максимальном токе. Наибольший ток, протекающий по шинам ГРУ, равен 7596,714 А. По [16], стр. 398 принимаем алюминиевые шины коробчатого сечения 2x(200х90х12) мм², имеющие допустимый продолжительный ток.

Проверим выбранные шины на термическую стойкость при КЗ. Минимальное сечение, обеспечивающее термическую стойкость шин ():

.

Получили величину меньше выбранного сечения, следовательно, выбранные шины термически стойки.

Проверим шины на электродинамическую стойкость при КЗ.

Значение суммарного тока КЗ на шинах ГРУ равно 47,24 кА.

Примем расположение шин в вершинах прямоугольного треугольника в связи с более компактным их размещением в ГРУ.

Расчёт будем вести в соответствии с указаниями [3].

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 . При расположении шин в вершинах прямоугольного треугольника расчетная формула имеет вид:

,где:

l= 2 м – расстояние между изоляторами;

а= 0,8 м – расстояние между фазами.

Условие электродинамической стойкости шин:

.

Допустимое напряжение для алюминиевых шин согласно [3] составляет 90 МПа. Таким образом, шины удовлетворяют условию электродинамической стойкости.

Теперь произведём выбор гибкого токопровода от шин ГРУ до трансформаторов связи.

Допустимая стрела провеса по габаритно-монтажным условиям согласно [18] равна 2,5 м.

Выбираем сечение по экономической плотности тока. Тогда .

Принимаем два несущих провода АС-700/86. Тогда сечение алюминиевых проводов должно быть равно:

.

Число проводов А-500:

.

Принимаем число проводов равным 13.

Таким образом, к установке принимаем токопровод 2AC-700/86+13А-500 диаметром 160 мм с расстоянием между фазами 3,5 м.

Проверяем по допустимому току:

.

Данное значение меньше тока, возникающего при отключении одного из трансформаторов связи (2·7596,714 А = 15193,428 А).

Пучок гибких неизолированных проводов имеет большую поверхность охлаждения, поэтому проверка на термическую стойкость согласно [18] не производится.

Проверяем токопровод по условиям схлестывания.

Сила взаимодействия между фазами на единицу длины токопровода:

.

Сила тяжести 1 м токопровода (с учетом массы колец 1,6 кг, массы 1 м провода АС-700/86 1,9 кг, 1 м провода А-500 1,38 кг) определяется как:

.

Принимая время действия релейной защиты 0,1 с, находим:

;

.

По [22] для значения находим. Отсюда:

.

Допустимое отклонение фазы:

,

где – наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения. Для токопроводов ГРУсогласно [18].

Схлестывания нeпроизойдет, так как действительное отклонение фазы в 1,65 м меньше допустимого в 3,24 м.

Проверяем гибкий токопровод по электродинамическому взаимодействию проводников одной фазы.

Усилие на каждый провод:

.

Удельная нагрузка на каждый провод А-500 от взаимодействия при КЗ:

,

где q– сечение провода, мм² .

Удельная нагрузка на провод А-500 от собственного веса:

.

Принимая максимальное натяжение на фазу в нормальном режиме Т_ф,max = 100·10³ Н, определяем максимальное механическое напряжение:

Определяем допустимое расстояние между распорками внутри фазы:

,где:

k= 1,8 — коэффициент допустимого увеличения механического напряжения в проводе при КЗ;

_max— максимальное напряжение в проводе при нормальном режиме, МПа;

 — коэффициент упругого удлинения материала провода (для алюминия он равен 159·10^-13м²/Н);

₁— удельная нагрузка от собственной массы провода, МПа/м;

_к— удельная нагрузка от сил взаимодействия при КЗ, МПа/м:

Таким образом, в токопроводе необходима установка внутрифазных распорок на расстоянии не более 1.23 м друг от друга.