Iр - Расчетный ток, протекающий по одной линии в нормальном режиме при максимальных загрузках, А.

N=2

I_p= =95 А

Расчетное сечение воздушной линии

F= , (66)

где j_э- экономическая плотность тока, А/мм²;

I_р - Расчетный ток, протекающий по одной линии в нормальном режиме при максимальных загрузках, А;

F - Расчетное сечение воздушной линии, мм².

j_э =1,0 А/мм²

F= =95 мм²

По ПУЭ принимается провод марки АС-120 с I_дл.доп=390 А со следующими параметрами:

r_o=0,249 Ом/км

x_o=0,427 Ом/км

b_o=2,66·10^-6 См/км

Выбранное сечение проверяется по формулам (67) и (68).

I_p I_дл.доп (67)

I_ав I_дл.доп (68)

где I _ав – ток послеаварийного режима, А.

I _ав=2·I_p

I _ав=2·95=190 А

95 А<390 А

190 А<390 А

Проверка по условию коронирования не производится, так как, согласно ПУЭ, минимальное сечение по условию коронирования для ВЛ-110 кВ равно 70 мм². Условия проверки соблюдаются.

Окончательно принимается к установке провод марки АС-120 с I_дл.доп=390 А.

Выбор токоведущих частей

Выбор шин ОРУ-110 кВ

Шины ОРУ выполняются гибкими сталеалюминиевыми проводами АС или АСО или жесткими шинами круглого сечения (в целях устранения явления короны).

Сечение шин ОРУ-110 кВ выбирается по длительному току нагрузки по формуле (69).

I_max I_доп, (69)

где I_max-наибольший ток ремонтного и послеаварийного режима, А;

I_доп- длительно допустимый ток нагрузки на шину, А.

I_max=175 А

Принимается в качестве материала шин ОРУ-110 кВ провод марки АС-120 с I_доп=390 А с сечением q=120 мм² по /5,582/. Выбранное сечение проверяется:

1) на термическое действие тока короткого замыкания

q_min q, (70)

где q_min – минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию ее термической стойкости, мм².

q_min= , (71)

где B_к – расчетный тепловой импульс тока, кА²с;

С – коэффициент для алюминиевых шин, Ас /мм .

B_к =1,7 кА²с. Для алюминиевых шин С=91Ас /мм .

q_min= =14 мм²

2) по условию отсутствия коронирования

Эта проверка делается для гибких проводников при напряжении 35 кВ и выше.

0,9Е 1,07Е, (72)

где Е - максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см;

Е- напряженность электрического поля около поверхности провода, кВ/см.

Е_о=30,3·m·(1+ ), (73)

где m – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода;

r_o – радиус провода, см;

Е - максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВ/см.

r_o=0,76 см

Для многопроволочных проводов m=0,82 .

E_o= 30,3·0,82 · (1+ )=33,37 кВ/см

Е= , (74)

где U – линейное напряжение, кВ;

Е- напряженность электрического поля около поверхности провода, кВ/см;

D_ср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

U=110 кВ

D_ср=1,26·D, (75)

где D – расстояние между соседними фазами, см;

D_ср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см.

Для сборных шин 110кВ D=300 см

D_ср=1,26·300=378 см

Е= =19 кВ/см

0,9·33,37 1,07·19

30,03 кВ/см>20,33 кВ/см

Окончательно в качестве материала шин ОРУ-110 кВ принимается к установке провод марки АС-120 с I_доп=390 А с сечением q=120 мм² и r_o=0,76 см.

Результаты выбора сводятся в таблицу 4.

Гибкие шины крепятся на гирляндах подвесных изоляторов с достаточно большим расстоянием между фазами. При таких расстояниях силы взаимодействия между фазами невелики, поэтому расчет на электродинамическое действие для гибких шин обычно не производится.

Выбор шин ОРУ-35 кВ

Выбор шин ОРУ-35 кВ производится аналогично.

Окончательно в качестве материала шин ОРУ-35 кВ принимается к установке провод марки АС-70 с I_доп=265 А с сечением q=70 мм² и r_o=0,57 см.

Результаты выбора сводятся в таблицу 4.

Выбор шин РУ-6 кВ

В РУ-6 кВ сборные шины выполняются жесткими в виде алюминиевых полос прямоугольного сечения. При токах до 3000 А в РУ-6 кВ применяются однополосные и двухполосные алюминиевые шины. Электрическое соединение трансформаторов с РУ-6 кВ на подстанциях может быть выполнено шинным мостом. Жесткие шины крепятся на штырьевых изоляторах, установленных на металлических или железобетонных конструкциях. Расстояния между фазами и изоляторами принимается по расчету, обычно для установок 6-10 кВ расстояния между фазами 0,6-0,8 м, между изоляторами 1,0-1,5 м.

В качестве шин РУ-6 кВ выбираются шины прямоугольного сечения hxb=40x5 из сплава АД31Т с =91 МПа и I =540 А.

Сечение шин РУ-6 кВ выбирается по длительному току нагрузки по формуле (69) и проверяется на термическую стойкость по формуле (70). Кроме этого, выбранное сечение шин проверяется на механическую стойкость по формуле (68).

I_max=391 А

q_min= =57 мм²

Жесткие шины, укрепленные на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под воздействием электродинамических сил. В такой системе возникают колебания, частота которых зависит от массы и жесткости конструкций. Механический резонанс исключен, если частота собственных колебаний f >200Гц.

Частота собственных колебаний для алюминиевых шин

f = , (76)

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м;

J – момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см;

f₀ - частота собственных колебаний для алюминиевых шин.

При расположении шин плашмя:

J= (77)

где J – момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, см;

b – ширина шины, м;

h – всота шины,м.

J= =2,7 см

l =1 м²

l=1 м

а=0,6 м

, (78)

где -механическое напряжение материале шины, возникающее при протекании тока короткого замыкания, МПа;

-допустимое механическое напряжение в материале шины, Мпа.

Момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия:

W= (79)

где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, мм ;

b – ширина шины, м;

h – высота шины,м.

W= =1333 мм

i _уд=12,95 кА

(80)

где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, мм ;

l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м;

=3,6 МПа

Выбранные шины удовлетворяют условиям проверки. Результаты выбора сводятся в таблицу 4.

Выбор изоляторов

Изоляторы служат для крепления проводов и шинных конструкций и для изоляции их от заземленных частей.

Выбор изоляторов ОРУ-110 кВ

В ОРУ-110 кВ применяются гибкие шины, выполненные сталеалюминиевыми многопроволочными проводами. Гибкие шины ОРУ-110 кВ крепятся на гирляндах подвесных изоляторов. Количество подвесных изоляторов в гирлянде зависит от их типов и напряжения установки. Для ОРУ-110 кВ применяется гирлянда из 8 изоляторов типа ПС-70Е212W.

Выбор изоляторов ОРУ-35 кВ

Выбор производится аналогично.

Гибкие шины ОРУ-35 кВ также крепятся на гирляндах подвесных изоляторов. Для ОРУ-35 кВ применяется гирлянда из 5 изоляторов типа ПС-70Е212W.

Выбор изоляторов РУ-6 кВ

Жесткие шины РУ-6 кВ (шинный мост) крепятся на опорных изоляторах. Выбор опорных изоляторов производится

1) по формуле (51).

U_уст=10 кВ

U_ном=10 кВ

2) по допустимой механической нагрузке

F , (81)

где F -сила, действующая на изолятор, Н;

F -допустимая нагрузка на головку изолятора, Н.

F =0,6·F , (82)

где F - разрушающая нагрузка на изгиб, Н;

F -допустимая нагрузка на головку изолятора, Н.

При горизонтальном или вертикальном расположении изоляторов всех фаз:

F = , (83)

где К - поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро;

l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м;

а=0,6 м

l=1,0 м