7.2 Выбор выключателей в цепи автотрансформатор - шины 10 кВ

Расчетные токи продолжительного режима:

;

Выбираем вакуумный выключатель типа ВБЭ-10-31,5/3150.

Определяем номинальные токи по ветвям, приведенные к той ступени напряжения, где находится точка КЗ.

, ,

где τ – расчетное время, для которого требуется определить токи КЗ:

τ = τ_c,в+0,01=0,025+0,01=0,035с.

Апериодическая составляющая тока КЗ:

Все расчетные и каталожные данные по выбору аппаратов сводим в таблицу 7.2.

Таблица 7.2 Расчетные и каталожные данные.

Расчетные данные	Каталожные данные
	Выключатель ВБЭ-10-31,5/3150
Uуст=10 кВ	Uном =10 кВ
Imах =3046,76 А	Iном =3150 А
Inτ =7,98 кА	Iотк,ном =31,5 кА
iаτ =8,91 кА	√2 Iотк,ном· βн/100= √2·31,5·40/100=17,76 кА
Inо=7,98 кА	Iдин= 31,5 кА
iу=21,84 кА	iдин =80 кА
Bк =7,98²(0,3+0,15)= =28,7 кА²·с	Iт²·tт= 31,5²·4=3969 кА²·с

7.3 Выбор сборных шин 110 кВ

Так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются, принимаем сечение по допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, равной току наиболее мощного присоединения.

Расчетные токи продолжительного режима:

;

Согласно [3, cтр. 227] по условиям образования короны рекомендуют принимать для линий 110 кВ провода диаметром не менее 11,3 мм. Принимаем провод марки 2хАС-240/56, q_фазы=2х240 мм², d=2х22,4 мм, I_доп=1220 А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами Д=300 см.

Проверка на термическое действии тока КЗ не производится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка шин на схлёстывание не производится, так как I_по < 20 кА.

Проверка по условию коронирования.

Начальная критическая напряженность:

Напряженность вокруг провода:

Условие проверки: 1,07Е ≤ 0,9Ео.

1,07 Е=1,07·12,74=13,63 кВ/см < 0,9Ео=0,9·31,86=28,68 кВ/см.

Таким образом, провод 2хАС-240/56 по условию короны проходит.

Токоведущие части от выводов 110 кВ автотрансформатора до сборных шин выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока j_э=1,0А/мм² [1, таблица 4.5].

q_э = I_норм / j_э =534,58/1,0=534,58 мм².

Принимаем провода марки 2хАС-240/32, I_доп =2·605=1210 А.

Проверяем провода по допустимому току:

I_mах=1069,18 А < I_доп=1210 А.

Проверка на термическое действии тока КЗ не производится, так как токоведущие части выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Проверка шин на схлёстывание не производится, так как I_по < 20 кА.

Проверка по условию коронирования может не производиться, т.к. выше показано, что провод меньшего сечения не коронирует.

7.4 Выбор ошиновки и сборных шин 10 кВ

Согласно ПУЭ сборные шины и ошиновка в пределах РУ по экономической плотности тока не выбираются, поэтому выбор производится по максимальному току:

Расчетные токи продолжительного режима:

; .

Принимаем двухполосные алюминиевые шины 2(120х10), I_доп=3200 А по [1, таблица П 3.4]. По условию нагрева в продолжительном режиме I_mах=3046,76< I_доп=3200 А шины проходят.

Проверяем шины на термическую стойкость.

- условие выполняется.

Проверяем шины на электродинамическую стойкость.

Определяем пролёт ℓ из условия, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц. Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

_{Выбираем расположение шин плашмя. Пролет 1,7 м; расстояние между фазами a=0,8 м.}

Определяем расстояние между прокладками:

Где Па по таблице 4.2 [1]; по рисунку 4.5 [1]; а_п=2b=2·1=2 см.

Примем меньшее значение ℓ_п=0,19 м, тогда число прокладок в пролёте Принимаем n=9.

При девяти прокладках в пролёте расчётный пролёт:

Определяем силу взаимодействия между полосами:

Напряжение в материале полос:

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

Шины механически прочны, т.к.

- условие выполняется.

Выбираем опорные изоляторы типа ИО-10-3,75У3, F_разр=3750 Н, высота изолятора Н_из=120 мм.

Проверяем изоляторы, на механическую прочность. Максимальная сила, действующая на изгиб, по таблице 4.3 [1]:

F_и= МПа, где а=0,8 м -расстояние между фазами.

Поправка на высоту шин: 1,48.

F_расч= k_h·F_и =1,48·173,5=248,1 Н < 0,6F_разр=0,6·3750=2250 Н.

Таким образом, изолятор проходит по механической прочности.

Выбираем по [2, таблица 5.8] проходной изолятор ИП-10/3150-3000У3, U_ном=10 кВ, I_ном=3150 А>I_max=3046 A, F_разр=30000 Н.

Проверяем изолятор на механическую прочность: .

8 Выбор электрических аппаратов по номинальным параметрам для остальных цепей

8.1 Выбор электрических аппаратов и токоведущих частей в цепи автотрансформатор - шины 330 кВ

Расчетные токи продолжительного режима:

;

.

Выбираем по [2, таблица 5.2] элегазовый выключатель типа ВГУ-330Б-40/3150 У1 и по [1, таблица П 4.1] разъединитель типа РНДЗ-330-3200.

Согласно [3, cтр. 227] по условиям образования короны рекомендуют принимать для линий 330 кВ расщеплённые провода диаметром не менее 2х21,6 мм. Принимаем провод марки 2хАС-300/39, q_фазы=2х300 мм², d=2х24 мм, I_доп=2∙710=1420 А. Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами Д=450 см.

Токоведущие части от выводов 330 кВ автотрансформатора до сборных шин выполняем гибкими проводами. Сечение выбираем по экономической плотности тока j_э=1,0А/мм² [1, таблица 4.5].

q_э = I_норм / j_э =245/1,0=245 мм².

Принимаем два провода в фазе марки АС-300/39, I_доп =2·710=1420 А.

Проверяем провода по допустимому току:

I_mах=490 А < I_доп=1420 А.

8.2 Выбор выключателей и токоведущих частей в цепи отходящих ЛЭП 10 кВ

Расчетные токи продолжительного режима:

;

.

Выбираем вакуумный выключатель типа ВБЭ-10-20/630.

Выбираем кабель марки ААБлУ, 10 кВ, трёхжильный. Определяем экономическое сечение: q_э = I_норм / j_э =321,19/1=321,19 мм².

По условиям монтажа принимаем два кабеля по 240 мм², I_{доп,ном}=355 А. Длительно допустимый ток на два кабеля: I_доп=355·2=710 А, что больше I_max=401,48 А.

По каждому кабелю проходит ток КЗ: I_по=7,98/2=3,99 кА, тогда тепловой импульс тока КЗ: B_к = I²_nо(t_отк+Т_а)=3,99²(0,3+0,01)=6,36 кА²·с.

Минимальное сечение по термической стойкости:

, С - принимаем по [1, таблица 3.14], q = 240 мм² > q_min = 58,8 мм².

Для защиты от атмосферных и внутренних перенапряжений изоляции электрооборудования в цепях трансформаторов устанавливаем нелинейные ограничители перенапряжений типа ОПН-330У1 и ОПН-110У1, в цепях трансформаторов со стороны 10 кВ - ОПН-10У1.