Выбор и проверка жестких шин

Жесткими шинами называются жесткие неизолированные проводники. В закрытых РУ 6-10 кВ ошиновка выполняется жесткими алюминиевыми шинами. Медные шины из-за их высокой стоимости применяются только в агрессивных средах. Форму и размеры поперечного сечения шин выбирают в соответствии с рабочим током, учитывая явление поверхностного эффекта, а также требования термической и динамической стойкости при КЗ.

Простейшая форма поперечного сечения шины - прямоугольная. Шины изготовляют с поперечным сечением до 1200 мм². Допустимый продолжительный ток таких шин из алюминия равен 2070 А. При большем рабочем токе можно применить составные проводники (пакет) из двух или трех полос с зазорами между ними. Допустимый ток при этом увеличивается до 3200 и 4100 А. Недостатки составных проводников: сложность монтажа, недостаточная механическая прочность вследствие взаимодействия полос при КЗ, увеличение потерь мощности вследствие поверхностного эффекта. При больших токах рекомендуются шины коробчатого сечения, так как они обеспечивают меньшие потери от эффекта близости и поверхностного эффекта, а также лучшие условия охлаждения. В РУ напряжением 35 кВ и выше с целью снижения потерь на корону следует применять шины круглого сечения. В ОРУ следует применять гибкие шинопроводы (сталеалюминевые провода) . При этом накладывается дополнительное условие проверки шинопроводов на корону.

Выбор сечения шин производится по экономической плотности тока:

, (9.8)

где: q -стандартное сечение шины, мм ;

- экономически целесообразное сечение, мм ;

- длительный рабочий ток нормального режима, А;

- экономическая плотность тока, А/мм .

По экономической плотности тока не выбираются:

- сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах ОРУ и ЗРУ всех напряжений;

- ошиновка резервных линий и резервных ТСН, так как они включаются в работу временно;

- токоведущие части всех временных устройств;

- ошиновка в установках до 1000 В при числе часов использования максимума нагрузки до 4000-5000.

Выбранные по экономической плотности тока шины проверяются:

- по длительно допустимому току из условий нагрева;

- на термическую стойкость при воздействии токов КЗ;

- на динамическую стойкость при воздействии токов КЗ.

Сборные шины выбираются по длительно допустимому максимальному рабочему току.

Выбор и проверка по длительно допустимому току.

Выбранные шины должны удовлетворять условию:

, (9.9)

где: - длительно допустимый рабочий ток для шин выбранного сечения с учетом поправки на температуру окружающей среды. Так как расчетная температура окружающей среды принята +25^оС, то при другой температуре окружающей среды следует вычислить длительно допустимый рабочий ток:

(9.10)

где: - допустимая температура шины (для алюминиевых шин =70^оС),
- допустимый ток для шин выбранного сечения при расчетной температуре +25 ^оС (справочная величина), А.

Максимальный рабочий ток определяется по следующим режимам работы электроустановки.

1. Для цепей параллельных линий при отключении одной из них:

. (9.11)

2. Для цепей трансформаторов - в режиме допустимой перегрузки. Если неизвестны действительные величины перегрузок, их длительность, условия охлаждения, то можно принять:

, (9.12)

где: - номинальный ток трансформатора.

3. Для генераторов - при работе с номинальной мощностью при снижении напряжения на 5%:

(9.13)

4. Для сборных шин и ошиновки секционных и шиносоединительных выключателей - при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме.

5. Для цепи сдвоенного реактора учитывается возможность неравномерной нагрузки плеч.