Проверка сборных шин РУ 220 кВ

4.2.1. Проверка проводов одной фазы сборных шин по электродинамическому взаимодействию.

Эта проверка производится, если провод каждой фазы расщеплен на несколько проводов, а ударный ток трехфазного КЗ . Проверка сводится к определению расстояния между дистанционными распорками, которые закрепляют провода в фазе. В нашем случае эта проверка необходима т.к. фазные провода сборных шин расщеплены на два, а

Проверка производится в следующем порядке:

1) рассчитываем усилие на провод от взаимодействия с другими проводами в фазе

,

где n – число проводов в фазе (n = 2);

=21980 А – действующее значение переменной составляющей тока трехфазного КЗ на шинах;

а – расстояние между проводами в фазе;

2) определяем удельную нагрузку от собственного веса

,

где q – сечение одного провода в фазе, мм² ;

3) определяем удельную нагрузку от собственного веса

,

где m – масса погонного метра провода;

4) вычисляем расстояние между распорками для случая алюминиевых проводов

.

Принимаем l=4м.

4.2.2. Проверка на термическую стойкость при КЗ

Проверка производится при трехфазном КЗ и заключается в сравнении температуры проводов в момент отключения КЗ и допустимой температурой [1, с.17] (для сталеалюминиевых проводов это 200° С).

Для вычисления предварительно определим начальную температуру проводов

,

где – температура воздуха (зададим = 30° С);

– нормированная температура воздуха (25°);

– допустимая температура проводов в длительном режиме (70°).

Зная , и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников (кривая 4 рис.1.1 справочника [1, с.19]) определим начальное значение удельного теплового импульса . Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению

.

Здесь – сечение провода 2´АС–700 по алюминию;

– расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверки Q2).

Зная А_к , по той же кривой определим конечную температуру . Таким образом, провода сборных шин РУ 220 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

4.2.3. Проверка проводов фаз сборных шин РУ 220 кВ на схлестывание.

Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах более 20 кА [2, с.233-235], , то необходимо произвести проверку на схлестывание, которая выполняется при двухфозном КЗ.

Проверка производится в следующем порядке:

1) расчитываем усилие, действующее на погонный метр токопровода по формуле:

,

где D – расстояние между фазами (при U = 220 кВ, D = 4 м (см. прил.7));

2) определим вес погонного метра токопровода для расщепленных проводов

,

где – масса погонного метра провода АС–700 [1,с.430];

3) определим отношения:

где h = 2,5 м – максимальная стрела провеса провода в пролете;

t_эк – время действия релейной защиты;

4) по диаграмме 4.2 учебника [2, с.235] определяем отклонение провода при двухфазном КЗ от вертикального положения, для этого на горизонтальной оси из точки f/g = 0,3242 проведем перпендикуляр до пересечения с кривой, на которой , затем проведем горизонталь до пересечения с осью ординат и найдем, что b/h = 0,14, тогда

,

допустимое отклонение провода

,

где D– расстояние между фазами (в нашем случае D= 4м) d = a;

a – расстояние между проводами в фазе (в нашем случае a = 0,2 м, см.прил.6);

a_доп – допустимое расстояние между соседними фазами в момент их наибольшего сближения (в нашем случае a_доп = 0,95 м, см.прил.5).

Таким образом, .

4.2.4. Проверка по условиям коронного разряда

В нашем случае эта проверка не производится, т.к. сечение выбранных проводов сборных шин больше минимально допустимого по условию коронирования [1, табл.1.18, с.20]. В противном случае проверку можно произвести, используя методику, описанную в учебнике [2, с.236-238].

Выбор ошиновки линии

4.3.1.Выбор сечения

Выбор сечения производится по экономической плотности тока , с использованием рабочего максимального тока. По вычисленному значению находят ближайшее стандартное (меньшее или большее) сечение.

Указанное стандартное сечение проверяют на нагрев рабочим током форсированного режима; учитывается вид проводника и число часов использования максимальной нагрузки в год Тmax [1, табл.10.1, с.548; 2, табл.4.5, с.233].

Экономическое сечение

По табл.7.35 справочника [1, с.428] примем для ошиновки сталеалюминиевый провод АС–550 с сечением по алюминию;

, и допустимым током

.

4.3.2Проверка проводов одной фазы сборных шин по электродинамическому взаимодействию

Так как фазные провода расщеплены, а ударный ток

( ).

Рассчитываем усилие на провод от взаимодействия с другими проводами в фазе:

,

где n-число проводов в фазе (n=2);

I⁽³⁾= А - действующее значение переменной составляющей тока трехфазного КЗ на шинах;

a - расстояние между проводами в фазе;

Определяем удельную нагрузку от сил взаимодействия при КЗ:

,

где q-сечение одного провода в фазе,мм²;

Определяем удельную нагрузку от собственного веса:

,

где m-масса погонного метра провода;

Вычисляем расстояние между распорками для случая алюминиевых проводов:

4.3.3Проверка на термическую стойкость при КЗ

Для вычисления предварительно определим начальную температуру проводов и наибольший ток:

,

где – температура воздуха (зададим = 30° С);

– нормированная температура воздуха (25°);

– допустимая температура проводов в длительном режиме (70°).

Зная , и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников (кривая 4 рис.1.1 справочника [1, с.19]) определим начальное значение удельного теплового импульса . Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению

.

Здесь – сечение провода 2´АС–550 по алюминию;

– расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверки Q2).

Зная А_к , по той же кривой определим конечную температуру . Таким образом, провода сборных шин РУ 220 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

4.3.4. Проверка проводов фаз сборных шин РУ 220 кВ на схлестывание.

Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах более 20 кА [2, с.233-235], , то необходимо произвести проверку на схлестывание, которая выполняется при двухфозном КЗ.

Проверка производится в следующем порядке:

1) расчитываем усилие, действующее на погонный метр токопровода по формуле:

,

где D – расстояние между фазами (при U = 220 кВ, D = 4 м (см. прил.7));

2) определим вес погонного метра токопровода для расщепленных проводов

,

где – масса погонного метра провода АС–550 [1,с.430];

3) определим отношения:

где h = 2,5 м – максимальная стрела провеса провода в пролете;

t_эк – время действия релейной защиты;

4) по диаграмме 4.2 учебника [2, с.235] определяем отклонение провода при двухфазном КЗ от вертикального положения, для этого на горизонтальной оси из точки f/g = 0,4 проведем перпендикуляр до пересечения с кривой, на которой , затем проведем горизонталь до пересечения с осью ординат и найдем, что b/h = 0,14, тогда

,

допустимое отклонение провода

,

где D– расстояние между фазами (в нашем случае D= 4м) d = a;

a – расстояние между проводами в фазе (в нашем случае a = 0,2 м, см.прил.6);

a_доп – допустимое расстояние между соседними фазами в момент их наибольшего сближения (в нашем случае a_доп = 0,95 м, см.прил.5).

Таким образом, .