Проверка шин на механическую прочность.

Примем l = 2 м, а=0,6 м; швеллеры шин соединены жестко только в местах крепления шин на изоляторах (lп = l) По табл. 4.4 расчетный ток iy=83кА, тогда, МПа:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где h=134 мм=0.134 м; Wп=Wу-у=14.7 см3 по [1]

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru МПа,

поэтому шины механически прочны.

Выбор изоляторов. Выбираем опорные изоляторы ОФ-10-2000У3, сила, действующая на изолятор, Н:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

Проходной изолятор выбираем такого же типа, как на сборных шинах

П-10-5000-4250.

Выбор комплектного токопровода.От выводов генератора до фасадной стены главного корпуса токоведущие части выполнены комплектным пофазно-экранированным токопроводом. По [2] выбираем ТЭКН-20/7800 на номинальное напряжение 20 кВ, номинальный ток 6800 А, электродина­мическую стойкость главной цепи 250 кА.

Проверяем токопровод:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

Выбор гибких шин и токопроводов

В РУ 35 кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные прово­дами АС. Гибкие токопроводы для соединения генераторов и трансформато­ров с РУ б-10 кВ выполняются пучком проводов, закреплен­ных по окружности в кольцах-обоймах. Два провода из пучка — сталеалюминевые — несут в основном механическую нагрузку от собственного веса, гололеда и ветра. Остальные провода — алюминиевые — являются только токоведущими. Сечения отдельных проводов в пучке рекомендуется выби­рать возможно большими (500, 600 мм2), так как это уменьшает число проводов и стоимость токопровода.

Гибкие провода применяются для соединения блочных трансформа­торов с ОРУ.

Провода линий электропередач напряжением более 35 кВ, провода длин­ных связей блочных трансформаторов сОРУ, гибкие токопроводы гене­раторного напряжения проверяются по экономической плотности тока:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - ток нормального режима (без перегрузок); Jэ – нормированная плотность тока, А/мм2 (табл. 2).

Сечение округляется до ближайшего стандартного.

Проверке по экономической плотности тока не подлежат:

· сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при Тмах до 5000 ч;

· ответвления к отдельным электроприемникам U < 1 кВ, а также осве­тительные сети;

· сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых РУ всех напряжений;

· сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3—5 лет.

Таблица 2 - Экономическая плотность тока

Проводник При Тмах, ч
1000-3000 3000-5000 > 5000
Неизолированные провода и шины: Медные   2.5   2.1   1.8
Алюминиевые 1.3 1.1
Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами: Медными     3.1   2.7
Алюминиевыми 1.6 1.4 1.2
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами: Медными     3.5     3.1     2.7
Алюминиевыми 1.9 1.7 1.6


Проверка сечения на нагрев (по допустимому току) производится по:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

Выбранное сечение проверяется на термическое дей­ствие тока КЗ по:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

При проверке на термическую стойкость проводников линий, оборудован­ных устройствами быстродействующего АПВ, должно учитываться повы­шение нагрева из-за увеличения продолжительности прохождения тока КЗ. Расщепленные провода ВЛ при проверке на нагрев в условиях КЗ рас­сматриваются как один провод суммарного сечения.

На электродинамическое действие тока КЗ прове­ряются гибкие шины РУ при Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru кА и провода ВЛ при iy Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru 50 кА.

При больших токах КЗ провода в фазах в результате динамического взаимодействия могут настолько сблизиться, что произойдет схлестывание или пробой между фазами.

Наибольшее сближение фаз наблюдается при двухфазном КЗ между соседними фазами, когда провода сначала отбрасываются в противоположные стороны, а затем после отключения тока КЗ движутся навстречу друг другу. Их сближение будет тем больше, чем меньше расстояние между фазами, чем больше стрела провеса и чем больше длительность протекания и значение тока КЗ. Сближение гибких токопроводов при протекании токов КЗ может быть определено по методу, изложенному в [1].

Гибкие токопроводы с расщепленными фазами про­веряются также по электродинамическому взаимодей­ствию проводников одной фазы. Расчет производится в следующем порядке.

Усилие на каждый провод от взаимодействия со всеми остальными п-1 проводами составляет, Н/м,

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где п — число проводов в фазе; d — диаметр фазы, м; Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru — действующее зна­чение тока трехфазного КЗ, А.

Под действием импульсных усилий Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru проводники фазы стремятся приблизиться к центру. Для фиксации проводов и уменьшения импульсных усилий в них устанавливают внутрифазовые (дистанционные) распорки. Расстояние между распорками должно быть, м,

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где k=1,8 - коэффициент допустимого увеличения механического напря­жения в проводе приКЗ; Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - максимальное напряжеяие в проводе при нормальном режиме, МПа (при температуре 40°С или при гололеде и тем­пературе -5° С); Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - коэффициент упругого удлинения материала про­вода (для алюминия Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru =159•10-13 м2/H); Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - удельная нагрузка от собственной массы провода, МПа/м; Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - удельная нагрузка от сил взаимо­действия при КЗ, МПа/м:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

(q – сечение провода, мм2);

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

( Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru - максимальное тяжение на фазу в нормальном режиме, Н).

Максимальное тяжение на фазу определяется при механическом расчете проводов гибкой связи одновременно с определением максимальной стрелы провеса.

На участках токопровода вблизи источников питания расстояние между дистанционными распорками может составлять всего 3 - 5 м, а на удаленных пролетах по мере уменьшения токов КЗ это расстояние возрастает. Если по условию электродинамической стойкости дистанционных распорок не требуется, их устанавливают через 15м для фиксации проводов расщеплен­ной фазы.

Проверка по условиям коронынеобходима для гибких про­водников при напряжении 35 кВ и выше если их сечение меньше минимально допустимого, например, для воздушных ЛЭП, согласно ПУЭ на напряжении 110 кВ Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru Для РУ минимальные сечения одиночных проводов и проводов в пучках приведены в [3]. Разряд в виде короны возникает около провода при высоких напряженностях электрического поля и сопровождается потрескиванием и свечением. Процессы ионизации воздуха вокруг провода приводят к дополнительным потерям энергии, к возникновению электромагнитных колебаний, создающих радиопомехи, и к образованию озона, вредно влияющего на поверхности контактных соединений. Правильный выбор проводников должен обеспечить умень­шение действия короны до допустимых значений. Подробно явления коронного разряда изучаются в курсе «Техника высоких напряжений». Рассмотрим порядок расчета для выбора сечения проводов по условиям короны.

Разряд в виде короны возникает при максимальном значении начальной критической напряженности электрического поля, кВ/см,

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где т — коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов m = 0,82); r0 - радиус провода, см.

Напряженность электрического поля около поверхности нерасщеплен­ного провода определяется по выражению:

Проверка шин на механическую прочность. - student2.ru

где U - линейное напряжение, кВ; Dcp - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

Наши рекомендации