4.2 Выбор основного оборудования и токоведущих частей

4.2.1 Выбор токоведущих частей на стороне 35 кВ

Определим рабочий ток в нормальном режиме и максимальный в аварийном режиме:

Выбираем сборные шины из алюминиевых труб.

Определяем минимальное сечение шин, отвечающее требованию его термической стойкости при КЗ по формуле:

где В_к – импульс квадратичного тока КЗ, А ∙ с²;

С – функция, значение которой для алюминия 91 А ∙ с²/мм.

где Т_а – постоянная затухания апериодической составляющей, равная 0,06с.

По таблице [2] выбираем алюминиевые трубы внут./нар. диаметром 35/40 мм², I_доп = 850 А.

Определим сечение шиныпо формуле:

По условиям выбора I_max < I_доп, q_ст > q_min­­ данные шины проходят

4.2.2 Выбор токоведущих частей на стороне 10 кВ

Токоведущие части от трансформатора до сборных шин выполняем гибким токопроводом.

Определим рабочий ток в нормальном режиме и максимальный в аварийном режиме на стороне 10 кВ для трансформаторов с расщепленной обмоткой:

Выбираем сечение по экономической плотности тока j_эк = 0,8 А/мм².

Принимаем два несущих провода АС-500/64.

Принимаем токопровод по [1] провод 2×АС-500/64. Расстояние между фазами D = 3 м.

Проверяем по допустимому току:

Пучок неизолированных проводов имеет большую поверхность охлаждения, поэтому проверка на термическую стойкость не производится.

Проверяем токопровод по условию захлестывания.

Сила взаимодействия между фазами f, определим по формуле:

Сила тяжести токопровода 1 м (с учетом массы колец 1,6 кг, массы 1 м провода АС-500/64 - 1,85 кг), определяем:

Принимая время действия релейной защиты (дифференциальной)

t₃ = 0,1с, находим:

где h – допустимая стрела провеса, 2,5 м.

По диаграмме [2] рис. 4.9 для =52,4/133=0,38 находимb/n = 0,15, откуда b = 0,15 ∙ 2,5 = 0,38 м.

Допустимые отклонения фазы определим по формуле:

Схлестывания не произойдет, так как b < b_доп.

Проверяем гибкий токопровод по электродинамическому воздействию проводников одной фазы.

Усилие на каждый провод f_п, Н/м определим по формуле:

Удельная нагрузка на каждый провод от взаимодействия при КЗ_­, МПа/м:

Принимаем максимальное тяжение на фазу в нормальном режиме,

Т_{ф max} = 100 ∙ 10 ³ Н.

Выбор сборных шин производим по допустимому максимальному току

Принимаем шины прямоугольного сечения, алюминиевые (80×6) мм по[2].

I_доп = 1480 А > I_max = 1011 А

Проверка сборных шин на термическую стойкость: I_no= 5,5 кА, тогда тепловой импульс:

Минимальное сечение по условию термической стойкости:

что намного меньше выбранного сечения.

Следовательно, шины термически стойки.

Проверим шины на механическую прочность по условию:

Наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ, определяется по формуле:

гдеударный ток в точке К-2, на шинах 10 кВ;

расстояние между фазами,м.

Изгибающий момент Н м, определяется по формуле:

Напряжение в материале шины, МПа, определяется по формуле:

где W – момент сопротивления шины, см³

4.2.3 Выбор кабеля на отходящих линиях

Определим расчетный ток кабельной линии:

где активная мощность нагрузки на напряжение 10 кВ;

количество отходящих линий.

Экономически целесообразное сечение определяется по формуле:

где экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами с пластмассовой изоляцией для Т_max = 6524 часов [1].

Выбираем ближайшее стандартное сечение кабеля по [ 1] принимаем марку 3хАПвП 1х120, с I_доп = 280 А.

Условие проверки по нагреву определяется неравенством:

где – поправочный коэффициент на количество работающих кабелей;

–коэффициент допустимой перегрузки на период ликвидации послеаварийного режима;

–допустимый по нагреву ток кабеля, выбранного сечения.

Поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, проложенных в траншее равен Допустимая на период ликвидации послеаварийного режима перегрузка для кабелей напряжением до 10 кВ с пластмассовой изоляцией, при коэффициенте предварительной нагрузки до 0,6, при длительности максимума 6 ч составляет

Условие (4.17) выполняется и кабель марки 3хАПвП 1х120 проходит по нагреву.

Выбираем минимальное термически стойкое сечение жилы кабеля F_т, мм² по формуле:

где – ток короткого замыкания на шинах 10 кВ;

приведенное время КЗ:

(4.19)

где– время срабатывания защиты, 0,5 с.;

–время отключения выключателя, 0,08 с.,

температурный коэффициент, учитывающий ограничение допустимой температуры нагрева жил кабеля по [3] принимаем равным 95.

_{Принимаем к установке кабель 3×АПвП 1×120 с длительно допустимым током 280 А.}