Выбор аппаратов, шин, кабелей

1 Расчёт токов продолжительного режима работы

Токоведущие части (шины, кабели) и все виды аппаратов (выключатели, предохранители, измерительные трансформаторы, применяемые для электро-установок, разъединители) должны выбираться в соответствии с вычисленными максимальными расчётными величинами (токами, напряжениями, мощностями отключения) для нормального режима и короткого замыкания. Для их выбора производится сравнение указанных расчётных величин с допускаемыми значениями для токоведущих частей и высоковольтного оборудования. Составляется таблица сравнения указанных расчётных и допустимых величин. При этом для обеспечения надёжной безаварийной работы расчётные величины должны быть меньше допустимых.

Расчётными токами продолжительного режима являются: Iнорм - наибольший ток нормального режима и Imax - наибольший ток ремонтного или после аварийного (форсированного) режима.

Для конкретных цепей (присоединений) они рассчитываются по формулам: - Цепь трёхобмоточного трансформатора на стороне ВН:

Imax = ,

На стороне СН:

Imax = ,

На стороне НН:

- Цепь линии к потребителю:

Для потребителей СН (сторонние потребители при Н=6 = 6/2=3)

Для потребителей НН (Н=6 =6/2=3)

- Цепь питающей линии (Н=2):

Цепи секционных выключателей. (В нормальном режиме работы они чаще всего отключены).

Для шин НН:

Для шин СН:

2 Выбор аппаратов РУ ВН, СН, НН

Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий.

Выбор аппаратов сведены в таблицы 1 - 4.

Таблица №6.1 Выбор аппаратов ВН

Таблица №2 Выбор аппаратов СН

Выбор аппаратов НН

На стороне 10 кВ применяем КРУ - комплектно распределительное устройство, состоящее из закрытых шкафов со встроенными в них аппаратами, измерительными и защитными приборами и вспомогательными устройствами.

В зависимости от номинального напряжения тока, типов применяемых выключателей, трансформаторов тока и напряжения, размещения их в шкафу в электроустановках применяются различные типы КРУ, выбор которых производится по каталогам.

В КРУ могут применяться обычные аппараты или специально предназначенные для них, могут сочетаться и те, и другие. Для КРУ 10 кВ применяются выключатели обычной конструкции, а вместо разъединителей - обычные контакты.

Выбор ячеек КРУ-10кВ производим исходя из условия, что максимальный ток в цепи трансформатора на стороне 10 кВ - Imax = 694 А, а выключатели рассчитаны на номинальные токи до 1000 А.

Исходя из этого, выбираем КРУ - XII

Данные заносим в таблицу №3

Таблица №6.3 Технические данные КРУ - XII

Таблица №6.4 Выбор аппаратов НН

3 Выбор питающих линий на стороне ВН

1. Выбор питающих линий ВЛ-110кВ

1) расчёт токовой нагрузки

I_р=I_норм×α_i×α_тА

α_i =1,05А-для ЛЭП 110кВ коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации

α_т=0,8—коэффициент учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Т_м=4000ч и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы k_м=1 / 2 с.64,74 /

2) по нагреву в нормальном режиме:

I_норм≤I_доп

I_доп=I _{доп.табл.}×К₀

I_{доп.табл.} = А – длительно допустимый ток для провода марки АС______

К₀=1 – поправочный коэффициент на температуру воздуха для неизолированных проводов;

А≤А– условие выполняется;

Выбранное сечение провода удовлетворяет условиям допустимого нагрева в нормальном режиме.

3) по нагреву в аварийном режиме:

А≤А– условие выполняется;

Окончательно принимаем провод АС __ q=__мм², d=____мм, Iдоп.=____А.

2.Выбор отходящих линий ВЛ 35 кВ

1) расчёт токовой нагрузки

I_р=I_норм×α_i×α_тА

2) ток предельный табличный (одноцепная, железобетонная)

I_{пред.таб.}= __А

F_эк=

3) по нагреву в нормальном режиме:

I_{доп.табл.} =____А – длительно допустимый ток для провода марки АС _____;

К₀=1 – поправочный коэффициент на температуру воздуха;

А≤А– условие выполняется;

4) по нагреву в аварийном режиме:

А≤А– условие выполняется;

Окончательно принимаем провод АС_____, q=________мм², d=_мм, Iдоп.=____А.

3. Выбор отходящих линий 10кв.

1) По длительно допустимому току (по нагреву)

;

где I_р – наибольший ток послеаварийного режима, А;

Выбираем кабель марки ААШв сечением __________мм², для которого

I_дд =________А

2) По экономической плотности тока

F_{эк =} I_р /j_эк F_эк = _мм²

3) По термической стойкости к токам короткого замыкания

где С=100 А²*с/мм² для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми многопроволочными жилами.

I_∞— ток короткого замыкания, кА;

t_ф— фиктивное время действия тока КЗ;

Окончательно выбираем кабель марки ААШв сечением ________мм².

4 Выбор ошиновки РУ ВН, СН

Выбираем сборные шины ОРУ 110 кВ, так как сборные шины по экономической плотности тока на выбираем, ошиновку ОРУ 110 кВ и токоведущих частей от ОРУ 110 кВ до трансформатора выбираем по длительному допустимому току. Так как токи нормального и форсированного режимов одинаковы, выбираем гибкий провод того же сечения АС ____________

Если сечение провода > 70 мм ², - согласно ПУЭ проверку на коронирование не производим.

На электродинамическую стойкость к токам КЗ провода ВЛ не проводим, если i_у выше 51 кА. В нашем случае = i_y = _______ кА

Проверку на термическое действие токов КЗ не проводим, так как ошиновка производится открытым способом.

Фазы располагаем горизонтально с расстоянием между фазами 300 см.

Также шины ОРУ 110 кВ крепятся на гирляндах подвесных изоляторах.

Выбор ошиновки ОРУ 35 кВ

Ошиновку ОРУ 35 кВ и токоведущие части от трансформатора проверяем по длительному допустимому току при максимальной нагрузке на шинах, так как сборные шины по экономической плотности тока не выбираются.

Imax = _________ А.

Выбираем изоляторы ОНС - 35·500

5 Выбор ошиновки НН трансформатора до вводных ячеек РУ 10 кВ

Выбираем сечение алюминиевых шин по допустимому току, так как сборные шины по экономической плотности не выбираются.

Imax =_______ А.

Принимаем однополюсные алюминиевые окрашенные шины прямоугольного сечения 50х6 - Iдоп = _______ А.

Проверяем шины на термическую стойкость:

Вк = 44,4 кА ²·с = 44,4 ·10 ⁶ А ²·с

Определяем температуру шин до КЗ:

Qн = Q + (Qдоп. - Qс. доп.) ·()²

По кривой, согласно графику находим fн = 45 °С

fк = fн + К · )

fк = 45+1,054·10 ^-2· =49,2 °С

По кривой находим Qн = 55 °С, так как для алюминиевых шин допустимая температура нагрева Qн. доп. = 200°С, то шины проходят по термической стойкости.

Qк = 55°С< Qн. доп. = 200°С.

Imax < Iном → 728<1000 А, выбираем изоляторы ОН-10/1000-75

6 Выбор отходящих линий

- на стороне СН: деревообрабатывающий цех

Sэк = (24)

Выбираем провод АС-_______

Iдоп. = _________ А.

- на стороне 35 кВ - картонно-рубероидный завод:

Sэк = ______ мм ²

Выбираем провод АС-_________

Iдоп. = __________ А.

- на стороне 10 кВ - бумажная фабрика

Imax = _________ А; Iнорм = ___________ А.

Выбираем кабель ААШВ - трёхжильный.

Сечение кабеля выбираем по экономической плотности:

Sэк = мм ²;

где j=1,4А/мм ² для кабелей с алюминиевыми шинами при числе максимумов нагрузки 3000÷5000 часов в год.

Выбираем кабель ААШВ _________); Iдоп. = __________ А.

Проверяем кабель на термическую стойкость:

Sтерм = ;

где с - коэффициент, соответствующий разности выделяемого тепла в проводнике после и до КЗ (с=85 - для кабеля с алюминиевыми шинами).

Imax < Iдоп, А

Окончательно выбираем кабель

ААШВ -__________ Iдоп = _________А

- на стороне 10 кВ - бытовое направление.

Imax = ______А, Iнор =__________А

Выбираем кабель ААШВ трёхжильный, сечение проверяем по экономической плотности:

Sэк = _____мм ²

Принимаем кабель ААШВ __________ и проверяем на термическую стойкость:

Sтер = мм ²

Окончательно выбираем кабель ААШВ 10(_________)