3. Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов и измерительных трансформаторов

3.1. Выбор шин ру

К токоведущим частям электроустановок относятся сборные шины РУ различного напряжения, с их помощью производится соединение генераторов с силовыми трансформаторами и трансформаторами собственных нужд.

3.1.1. Выбор шин ору-110 кВ

Шины ОРУ-110 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО сечением не менее 70 мм².

Сечение сборных шин q выбрано по условию:

, (3.1)

где – дополнительно допускаемый ток для шины данного сечения и материала, А;

– максимальный длительный ток нагрузки, А.

Максимальный длительный ток нагрузки найден по формуле:

, (3.2)

где – номинальная мощность понизительного трансформатора;

– коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, =1,3;

– номинальное напряжение на вводе подстанции.

Выбраны шины марки АС-70 на допускаемый ток 265 А.

, т. е.

Выбранные шины проверены на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычислено минимальное термически стойкое сечение:

, (3.3)

где – тепловой импульс к.з., кА²с;

C – функция, зависящая от перегрева. В данном случае принято C = 60.

Тепловой импульс к.з. определен по формуле:

, (3.4)

где – постоянная времени отключения цепи; принято =0,05 с.

, (3.5)

где – собственное время отключения выключателя; =0,05 с;

– время действия релейной защиты; =0,1 с.

Условие термической стойкости:

(3.6)

где – выбранное сечение, мм².

Условие термической стойкости в данном случае удовлетворено:

.

3.1.2. Выбор шин ору-27,5 кВ

Шины ОРУ-27,5 кВ выполняются такими же проводами, что и шины ОРУ-110 кВ. Их выбор и проверка также осуществляются аналогично.

Сечение сборных шин q выбрано по условию (3.1). Максимальный длительный ток нагрузки в данном случае вычислен по формуле:

, (3.7)

где – коэффициент распределения нагрузки, =0,7;

Выбраны шины марки АС-120 на допускаемый ток 380 А.

Тепловой импульс к.з. определен по формуле .(3.4).

Откуда, согласно выражению (3.3)

Т. обр., для выбранных шин все необходимые условия выполняются:

, т. е.

, т. е

3.1.3. Выбор шин зру-10,5 кВ

Шины ЗРУ-10,5 кВ выполняются жесткими, из алюминия прямоугольного сечения. Сечение указанных шин выбирается аналогично шинам ОРУ, но проверка производится не только на термическую, но и на электродинамическую стойкость.

Максимальный длительный ток нагрузки для этих шин найден по формуле:

(3.8)

где – коэффициент перспективы развития потребителей, =1,3;

– мощность районной нагрузки.

Согласно условию (3.1) выбраны шины марки А размера 30х4 мм, прямоугольного сечения с сечением полосы 120 мм² с установкой горизонтально на ток .

.

Проверка термической стойкости произведена по условию (3.6). Тепловой импульс к.з. определен по формуле (3.4):

Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле (3.3):

Т. обр., условие термической стойкости выполняется:

.

Проверка на электродинамическую стойкость выполнена по условию:

, (3.9)

где - допускаемое напряжение для материала шин; принято для алюминиевых проводов =65 МПа;

- расчетное механическое напряжение в материале шины.

Расчетное механическое напряжение в материале шины определено по формуле:

, (3.10)

где W – момент сопротивления, м³.

– длина пролета, т. е. расстояние между соседними опорными изоляторами;

принята =1 м.

– расстояние между осями шин соседних фаз; принято =0,25 м;

Момент сопротивления определен по формуле:

, (3.11)

где – толщина сечения, ;

– высота сечения, .

Т. обр., условие электродинамической также стойкости выполняется:

.