Uуст = 6.3 кВ

Uном = 6,3 кВ

I max = 7600 А

Iном = 8550 А

iу = 124,1 кА

iдин = 250 кА

Сборные шины от ГРУ до линейного реактора.

Выполняем шинным мостом из прямоугольных алюминиевых шин. Принимаем двухполосные шины сечением 2(100 х 10) см²; I_доп = 2860 А

По условию нагрева в продолжительном режиме шины проходят:

I_мах = 2400 А < 2860 А.

Проверяем шины на термическую стойкость:

q_min = мм² < 2 1000 мм²,

значит шины термически стойки.

Проверка шин на механическую стойкость.

Если каждая фаза выполняется из двух полос, то возникают усилия между полосами и между фазами. Усилие между полосами не должно приводить к их соприкосновению. Для того, чтобы уменьшить это усилие, в пролёте между полосами устанавливают прокладки. Пролёт между прокладками l_п выбирается таким образом, чтобы электродинамические силы, возникающие при КЗ, не вызывали соприкосновения полос.

Жёсткие шины, укреплённые на изоляторах, представляют собой динамическую колебательную систему, на которую воздействуют электродинамические силы. Если собственные частоты колебаний системы шины - изолятор совпадут с частотой изменения электродинамических сил, то нагрузки на шины и изоляторы возрастут. Если собственная частота fо меньше 30 Гц и больше 200 Гц, то механического резонанса не возникает.

Частота собственных колебаний для алюминиевых жёстких шин

fо = ,

где l - длина пролёта между изоляторами, l = 9 м ;

J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы, (см⁴);

q - поперечное сечение шины, (см²).

Определяем пролёт l при условии, что частота собственных колебаний будет больше 200 Гц:

200 ,

,

Если шины на изоляторах расположены плашмя, то

J = см⁴;

м²;

м.

Принимаем пролёт 1,5 м; расстояние между фазами а = 0,8 м.

Определяем расстояние между прокладками:

м.

Механическая система две полосы - изоляторы должна иметь частоту собственных колебаний больше 200 Гц, чтобы не произошло резкого увеличения усилия в результате механического резонанса. Исходя из этого величина l_п выбирается ещё по одному условию:

м,

где Е = 710¹⁰ Па - модуль упругости;

J_п = (hb³)/12 =10/12 = 0.83 см⁴;

К_ф = 0,4 - коэффициент формы;

а_п = 2b = 2 см.

Масса полосы m_п на 1 м определяется по сечению q, плотности материала шин (для алюминия 2,710^-3 кг/см³) и длине 100 см:

m_п = 2,710^-3101100 = 2,7 кг/м.

Принимаем меньшее значение l_п = 0,51 м, тогда число прокладок в пролёте:

n =

Принимаем n = 2.

При двух прокладках в пролёте расчётный пролёт

м.

Определяем силу взаимодействия между полосами:

Н/м,

где b = 10 мм = 0,01 м.

Напряжение в материале полос:

МПа,

где W_п = (b²h)/6 = 1.67 cм³.

Напряжение в материале шин от взаимодействия фаз:

МПа,

где W_ф = (bh²)/3 = 100/3 = 33.3 см³;

_расч = _ф + _п = 4,91 + 42 = 46,91 МПа,

что меньше _доп = 75 МПа. Таким образом шины механически прочны.

Сборные шины КРУ, от которого получают питание потребители 6,3 кВ необходимо выполнить на ток наиболее мощного присоединения ( I_max = 2400 А ). Iном сборных шин шкафов КУ-10/31.5 равен 3200 А.

Выбор соединения генератора G1 с блочным трансформатором.

В блоке с двухобмоточным трансформатором выключатели на генераторном напряжении, как правило, отсутствуют. Включение и отключение энергоблока в нормальном и аварийном режимах производятся выключателем со стороны повышенного напряжения. Такой энергоблок называют моноблоком. Соединение генератора с блочным трансформатором и отпайка к реактору с.н. выполняются на современных электростанциях закрытыми комплектными токопроводами с разделёнными фазами, которые обеспечивают высокую надёжность работы, практически исключая междуфазные КЗ в этих соединениях. В этом случае никакой коммутационной аппаратуры между генератором и повышающим трансформатором, а на ответвлении к трансформатору с.н. не предусматривается.

I_max = 7600 А; I_п,0 = 44,8 кА; i_у = 124,1 кА.

Выбираем комплектный токопровод ГРТЕ-10-8550-250. Сравнение расчётных и каталожных данных было приведено выше для неблочной части ТЭЦ.

Выбор аккумуляторной батареи

На подстанциях 500-750 кВ с постоянным оперативным током устанавливаются две аккумуляторные батареи 220 В без элементного коммутатора, работающие в режиме постоянного подзаряда. Так как элементный коммутатор отсутствует, напряжение на шинах постоянного тока в различных режимах работы батареи изменяется. Постоянно включённая нагрузка ( цепи управления и сигнализации, аварийное освещение ) получает питание от части батареи, состоящей из следующего числа элементов:

n₀ = ,

где 2.15 - напряжение на элементе в нормальном режиме.

В конце заряда напряжение, подводимое к цепям управления, может оказаться чрезмерно завышенным. Для исключения этого предусматривается возможность переключения этих цепей на меньшее число элементов n₁:

n_{1 =}

Типовой номер батареи выбирается по формуле

N 1.05

где Iав - установившаяся нагрузка в режиме аварийного разряда, для подстанций 500 кВ может быть принята равной 100 А;

j - допустимый получасовой разрядный ток первого номера аккумулятора. Для аккумулятора

СН - 1 получасовой разряд равен 30 А.

N =

Полученный номер округляется до ближайшего большего.

N = 4;

Выбранный аккумулятор проверяется по наибольшему толчковому току:

46N Iав + Iпр,

где Iпр - ток, потребляемый электромагнитами включения приводов выключателей. Учитывается одновременное включение двух выключателей. Ток в цепи электромагнитов управления, А, не более: ВГУ-110 - 2.3 А., ВГУ-500 - 4.6 А .

464 100 + (2.3 + 4.6)

184 106.9

Окончательно принимаем СН - 4.

Определение мощности подзарядного устройства.

Ток подзарядного устройства

Iпз = 0.15N + Iп,

где Iп - ток постоянно включённой нагрузки в нормальном режиме, для подстанций 500 кВ может быть принят равным 25 А.

Iпз = 0.154 + 25 = 25.6 А.

Напряжение подзарядного устройства

Uпз = 2.15n₀ = 2.15108 = 232 В.

Выбираем подзарядное устройство ВАЗП-380/260-40/80 на ток 40-80 А.

Расчет заземляющих устройств.

Найдем наибольшее допустимое напряжение прикосновения. Оно для времени отключения (не более 0.2 с), будет равно U_пр.доп= 400 В.

Для уменьшения опасности прикосновения применим отсыпку гравием или щебнем высотой 0.15 - 0.2 м по всей поверхности ОРУ, при этом сопротивление верхнего слоя:

_вс=1000 Ом^.м

Для этого найдем коэффициент прикосновения для сложных заземлителей.

Определим напряжение на заземлителе как:

В, что меньше 10 кВ.

Допустимое сопротивление заземления:

Ом

Находим параметры расчетной заземляющей модели:

м

Число ячеек по стороне квадрата:

, примем m=4;

Длина полос в расчетной модели:

м

Длина сторон ячейки:

м

Число вертикальных заземлителей по периметру контура, при условии :

Общая длина вертикальных заземлителей:

м

Относительная глубина:

>0.1, тогда сопротивление заземления:

Учитывая в три отходящих линии, найдем сопротивление заземления с учетом естественных заземлителей:

< 0.394 Ом

Посчитаем максимальное напряжение прикосновения:

В

Видно что напряжение прикосновения больше допустимого.

Список литературы

1) Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 2-е изд., перераб.-М.: Энергия, 1980. - 600с.ил.

2) Под общей ред.А.А. Федоров и др. Справочник энергетика промышленных предприятий. Том 1. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963 - 840 с.

3) М.Г. Чиликин. Электротехнический справочник, изд 4-е, перераб. Том 2., М., Энергия, 1972. - 816 с.

4) И.А. Баумштейн, М.В. Хомякова. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. 2-е изд. перераб.,М., Энергоиздат.,1981.-656 с.

5) Неклепаев Б.Н, Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы; - М.,: Энергия 1978,-456 с.

Размещено на Allbest.ru