Выбор токоведущих частей

 

Выбор шин на ГРУ

Максимальный расчетный ток:

 

 (5.1)

 

 кА.

Сборные шины по экономической плотности не выбираются, поэтому сечения выбираем по допустимому току. Принимаем алюминиевые шины коробчатого сечения [4]: 2(125×55×6,5), высота h=125 мм, ширина полки b=55 мм, толщина шины 6,5 мм. Сечение 2(1370)мм2, (момент сопротивления одной шины Wх-х =50 см3; момент сопротивления одной шины Wy-y = 9,5 см3, r =10мм.) доп=4640А>Iмакс=4600A.

Проверка на термическую стойкость:

 

 (5.2)

 

где Bk - тепловой импульс;

С - коэффициент, учитывающий материал шин, по [1]

.

Проверка на механическую прочность.

Из табл. Iу=90,56 кА; Wy0-y0=100 см3, т. е. шины расположены в горизонтальной плоскости и соединены жестко между собой.

Электродинамические усилия при действии ударного тока:

 

 (5.3)

 

 Н/м

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

 

 (5.4)

 

МПа,

где W = 2×Wх-х.

Максимальное электродинамическое усилие от взаимодействия швеллеров в пакете (принимаем kф = 1, h - расстояние между наружными стенками):

 

 (5.5)

 

 Н/м.

Условие механической прочности:

 

σрасч = σф + σп < σдоп (5.6)

 

Принимаем алюминиевые шины марки АДО с σдоп = 40 МПа [2].

Тогда имеем, что σп.доп = σдоп - σф = 40 - 7,03= 32,97 МПа.

Определяем максимальное расстояние между осями прокладок:

 

 (5.7)

 

 м.

Принимаем расстояние между осями прокладок lп = 1 м.

Выбор изоляторов.

Выбираем опорные изоляторы И8-80 УХЛ3.

Изоляторы выбираем по:

номинальному напряжению Uном. изол≥Uуст, т. е. 10=10кВ;

по допустимой нагрузке Fрасч ≤ Fдоп;

 

 (5.8)

 

 Н.

Поправка на высоту коробчатых шин:

; (5.9)доп=0,6∙Fразр=0,6∙8000=4800 Н;изг=1,53∙3018=4618Н<4800 Н что удовлетворяет условию механической прочности.

Механический расчет шин коробчатого сечения производится без учета механических колебаний (шины не проверяются на вибрацию) ([2, стр. 235]).

Выбор гибкого токопровода для соединения генератора ТВС-32 с ГРУ 10 кВ (от машинного отделения до ГРУ)

Тмах=4900ч.=2 м - стрела провеса проводап,о=35,13 кА.

Выбираем сечение провода по экономической плотности тока:

 

 (5.10)

 

где - экономическая плотность тока.норм - ток нормального режима, из п.4

 мм2.

Принимаем 2 несущих провода АС-240/39. Тогда сечение проводов будет:

 (5.11)

Число проводов А-240 будет:

Принимаем токопровод 2×АС-240/39+6×А-240/39 диаметром d=240 мм, расстояние между фазами D=3 м.

) Проверяем по допустимому току:

Должно выполняться условие:

 (5.12)

 

Тогда 4880>2425, условие выполняется.

) Пучок гибких голых проводов имеет большую поверхность охлаждения, поэтому проверку на термическую стойкость производить не будем.

) Проверяем токопровод по условиям схлёстывания.

Находим силу взаимодействия между фазами:

 

 (5.13)

 

Сила тяжести 1 м провода с учётом массы колец 1.6 кг, если АС-240/39 - 0,952 кг и А-240 - 0,655 кг.

Принимая tрз=0,01 с (из выбора выключателя на ГРУ), рассчитаем эквивалентное по импульсу время действия защиты (с учётом влияния апериодической составляющей тока КЗ)эк=0,04+0,01=0,05 с.

 (5.14)

По рассчитанным отношениям по диаграмме [1] находим:

Определяем допустимое отклонение фаз и сравниваем с расчётным значением:

 (5.15)

 

где - наибольшее допустимое расстояние в свету между фазами в момент их наибольшего сближения ( для токопроводов генераторного напряжения по [4])

Схлёстывание не произойдёт, так как >b.

Выбор голых алюминиевых шин для соединения генератора ТВС-32 с ГРУ 10 кВ (в пределах машинного отделения)

) Выбираем сечение шин по экономической плотности тока по (5.10):

 мм2.

Выбираем алюминиевые двухполосные шины 2(100×10) с площадью сечения 2000 мм2 и Iдоп=2860 А.

) Должно выполняться условие

 

.

 

А>2425 А - условие выполняется.

) Для обеспечения механической прочности шин должно выполняться условие:

 

 (5.16)

 

Определяем пролет l при расположении шин на изоляторах «плашмя» (при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц) [2]:

; (5.17)

 

где J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см4, определяем для двухполосных шин [2]:

 

, см4. (5.18)

 

 см4. - поперечное сечение шины см2.

 м2;  м.

Принимаем расположение пакета шин «плашмя», пролет lф=1,8 м; расстояние между фазами a=0,8 м.

Определяем расстояние между прокладками [2]:

 

; (5.19)

; (5.20)

 

где aп - расстояние между осями полос, см, aп=2b=2 см;- модуль упругости материала шин, Па (по [2] E=7∙1010 Па);п - момент инерции поперечного сечения полосы, см4 [2]:

, см4.ф - коэффициент формы (по [2] kф=0,4);п- масса полосы на единицу длины, кг/м, (по [2] mп=2,69 кг/м).

 м;

 м.

Принимаем меньшее значение lп=0,51 м, тогда число прокладок в пролете:

 

; (5.21)

 

.

Принимаем n=4. При 4 прокладках в пролете расчетный пролет:

 м.

Определяем силу взаимодействия между полосами [2]:

 

 (5.22)

 

 Н/м.

Напряжение в материале полос [2]:

 

; (5.23)

 

где Wп - момент сопротивления полосы, см3.

 см3.

 МПа.

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз [2]:

 

. (5.24)

 

где Wф - момент сопротивления шины, см3.

 см3.

 МПа.

Расчетное напряжение:

 

. (5.25)

 

 МПа.

Проверяем шины по (5.16). Применяем алюминиевые шины марки АДО с σдоп=40МПа:

 МПа.

Условие выполняется. Шины механически прочны.

Выбор изоляторов: выбираем опорные изоляторы И4-80-УХЛ3

Изоляторы выбираем по:

номинальному напряжению Uном. изол≥Uуст, т. е. 10=10кВ;

по допустимой нагрузке Fрасч ≤ Fдоп;

 Н.

Поправка на высоту коробчатых шин:

;доп=0,6∙Fразр=0,6∙8000=4800Н;изг=1,68∙1448=2433Н<4800 Н, что удовлетворяет условию механической прочности.

Выбор шин ОРУ 220 кВ

На напряжение 220 кВ выбираются гибкие шины. Выбор производим по току самого мощного присоединения.

 А.

Условие выбора:мах< Iдоп.

Выбираем провод АС-240/39 с параметрами (для избегания коронирования проводов):

) d=21,6 мм - диаметр провода;

) Iдоп=610 А - допустимый ток на открытом воздухе;

) m=0,650 кг/м - масса одного метра провода;

Фазы расположены горизонтально с расстоянием между фазами 450 см.

) Так как шины расположены на открытом воздухе, то на термическую стойкость не проверяются.

) Так как Iпо< 21 кА, то на динамическую стойкость не проверяются.

) Проверка шин на схлёстывание не производится, т.к. Iкз<20 кА (7,23 кА < 20 кА).Токоведущие части от выводов трансформатора до сборных шин ОРУ 220кВ выполняем гибкими проводами.

Сечение токоведущей части от выводов трансформатора 220 кВ выбираем по экономической плотности тока:

мм2.

Принимаем провод АС-240/39 Iдоп=610 А>147 А (чтобы не допустить коронирование проводов при напряжении 220 кВ).

Выбор шин ОРУ 35 кВ

Выбор производим по току самого мощного присоединения.

 А.

Условие выбора:макс< Iдоп. макс=924 А< Iдоп=2∙510=1010 А.

Выбираем 2 провода АС-185/29 с параметрами:

) d=18,8 мм - диаметр провода;

) Iдоп=510 А - допустимый ток на открытом воздухе (Iмакс=924 А< Iдоп=2∙510=1010 А);

) m=0,50 кг/м - масса одного метра провода.

Проверка шин на схлёстывание не производится, т.к. Iкз< 20кА (13,78 кА < 20 кА).

Проверка на термическую стойкость шин выполненных голыми проводами на открытом воздухе не производится.

Сечение токоведущей части от выводов трансформатора 35 кВ выбираем по экономической плотности тока:

 мм2.

Принимаем 2 провода АС-400/22. Iдоп=2∙830=А>1660 А.

Шины для присоединения РТСН ТДНС-10000/10

Максимальный расчетный ток:

 кА.

Принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения: 50×6, высота h=50 мм, толщина шины 6 мм. Сечение 300 мм2

Условие выбора:макс< Iдоп.доп=665 А>Iмакс=606 A. Условие выполняется.

Проверка на термическую стойкость:

.

Условие термической стойкости выполняется.

Шины для присоединения ТСН ТМНС-6300/10

Максимальный расчетный ток:

 кА.

Принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения: 40×5, высота h=40 мм, толщина шины 5 мм. Сечение 200 мм2.

Условие выбора:макс< Iдоп.доп=540 А>Iмакс=382 A. Условие выполняется.

Проверка на термическую стойкость:

.

Условие термической стойкости выполняется.

Кабель от ТСН до РУСН

От трансформатора ТМНС-6300/10 до распределительного устройства собственных нужд применяется кабельное соединение.

Принимаем кабель марки ААГ, прокладывается в кабельных полуэтажах:уст=6кВ≤Uном=6кВ;

А.

Сечение токоведущей части выбираем по экономической плотности тока:

мм2.

Принимаем прокладку трех трехжильных кабелей марки ААГ с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией сечением 185 мм2 Iдоп=310 А.

Условие выбора:макс< Iдоп.доп=3∙310=930 А>Iмакс=577 A. Условие выполняется.

Проверка на термическую стойкость:

.

Условие термической стойкости выполняется.

Кабель от РТСН до РУСН

От трансформатора ТМНС-6300/10 до распределительного устройства собственных нужд применяется кабельное соединение.

Принимаем кабель марки ААГ, прокладывается в кабельных полуэтажах:уст=6кВ≤Uном=6кВ;

А.

Сечение токоведущей части выбираем по экономической плотности тока:

мм2.

Принимаем прокладку пяти трехжильных кабелей марки ААГ с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией сечением 185 мм2 Iдоп=310 А.

Условие выбора:макс< Iдоп.доп=5∙310=1550 А>Iмакс=916 A. Условие выполняется.

Проверка на термическую стойкость:

.

Условие термической стойкости выполняется.