олезные ископаемые и природные ресурсы.

В общей сложности, на территории Ленинградской области располагается 523 месторождения различных полезных ископаемых, из которых 83 в настоящее время эксплуатируются.

На территории области разведаны запасы таких полезных ископаемых как каменный уголь, тугоплавкие глины, торф.

На северо-западе области открыты месторождения нефти и природного газа. На территории Северного района области открыто семь нефтяных месторождений и одно газоконденсатное. Нефть близка по качеству к марке Brent. Средние глубины залегания продуктивных пластов — около 2500 м. Наиболее крупным является Верх-Тарское месторождение. С учетом предварительно оценённых запасов, в нём содержится около 60 % всех запасов нефти области. Остальные месторождения — небольшие. Верх-Тарское и Малоичское — добыча 2 млн.т в год, остальные — законсервированы. Разведанные запасы нефти составляют ≈ 43 млн тонн, прогнозируемые — 113 млн тонн, однако нефтегазовые месторождения постепенно выводятся из эксплуатации.

На территории области обнаружено крупное месторождение руд цветных металлов — диоксида титана (≈ 1,7 млн тонн) и диоксида циркония (≈ 7,2 млн тонн).

Промышленность

Во времена СССР в промышленности доминировали машиностроение и пищевая отрасли. В 1990-е годы из-за падения спроса эти отрасли переживали далеко не лучшие времена. Индекс промпроизводства в регионе был отрицательным. В натуральном выражении в 1998-м область произвела треть от объема продукции 1990Сегодня состояние предприятий не столь плохо, как в 2000 году. Объем производства вырос с 36,5 в 2000 до 256,4 млрд рублей в 2008. Производство росло в среднем на 9,2 % ежегодно. Кризис 2008—2009 годов прошел без больших потерь. С 2005 года структура промышленности почти не изменилась.

В настоящее время на подъёме находится пищевая промышленность; %. В машиностроительном комплексе доминируют электротехническое машиностроение (генераторы и турбины, крупные электросталеплавильные печи), авиа- иприборостроение, производство станков и сельхозтехники.

2 ВЫБОР ГЛАВНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ

ПОДСТАНЦИЙ.

В задании данного проекта было предложено составить структурную схему подстанции 330/110/6 кВ, и по результатам технико-экономического сравнения вариантов выбирается наиболее выгодный вариант.

Структурная схема изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Структурная схема подстанции.

3 ВЫБОР ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

Выбор числа и мощности автотрансформаторов для структурной схемы первого варианта.

Выбор числа и мощности автотрансформаторов на подстанциях производится согласно следующим условиям

(1)

где - номинальное напряжение обмотки ВН трансформатора связи, кВ;

- напряжение распредустройства.

, (2)

где -номинальное напряжение обмотки СН трансформатора,кВ.

, (3)

где - номинальное напряжение обмотки НН трансформатора, кВ.

, (4)

где - номинальная мощность трансформатора, МВ ^. А;

- наибольшая нагрузка трансформатора, МВ ^. А.

Максимальную мощность , МВА, для автотрансформатора

вычисляют по формуле

, (5)

где - мощность потребляемая с шин СН, МВ ^. А; - мощность потребляемая с шин НН, МВ ^. А.

Полная мощность РУ-110 кВ , МВт, вычисляют по формуле

, (6)

где Р_СН = Р₁₁₀ = 90 МВт из задания.

Полную нагрузку РУ-6 кВ , МВА вычисляют по формуле

, (7)

где Р_НН = Р₆ = 53 МВт из задания.

Тогда общую нагрузку подстанции , МВА, вычисляют по

формуле

Согласно условию (4)

Исходя из рассчитанных и исходных данных выбирается из учебника автотрансформатор АТДЦТН-125000/330/110.

Данный автотрансформатор является трёхфазным, с принудительной циркуляцией масла и воздуха, трехобмоточный, снабжён устройством регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Так как автотрансформатор работает в режиме передачи мощности в комбинированном режиме, то есть мощность передается одновременно из обмотки высокого напряжения в обмотки среднего и низкого напряжения, то необходимо произвести проверку загрузки последовательной обмотки автотрансформатора

Коэффициент выгодности трансформатора , вычисляют по формуле

(8)

Трансформатор проверяем по условию выгодности

(9)

где - число автотрансформаторов на подстанции.

Следовательно, выбранный автотрансформатор удовлетворяет всем условиям.

Паспортные данные выбранного оборудования сведем в таблицу.

Тип трансформатора	S_ном, МВ^.А	Напряжение обмотки, кВ	Потери, кВт	U_кз, %	I_хх, %
ВН	СН	НН	Р_хх	Р_кз	ВН-СН	ВН-НН	СН-НН
АТДЦТН-125000/330/110				6,3				0,5

Таблица 1 - Паспортные данные трансформаторов.

4 РАСЧЕТ ЧИСЛА ЛИНИЙ.

На шинах среднего напряжения, число линий РУ-110 кВ , шт., на котором имеется фиксированная нагрузка, вычисляют по формуле

, (10)

где Р_мах - максимальная нагрузка, т.е. Р_мах=90 МВт, - пропускная способность одной линии.

В зависимости от нагрузки распределительного устройства для напряжения 110 кВ принимается Р_1Л = 330 МВт.

Рассчитывается количество линий, отходящих от РУ – 110 кВ

Принимается 3 линий, для равномерной загрузки секций шин.

На шинах низкого напряжения.

Максимальный ток линий , А, отходящих к потребителю

вычисляют по формуле

(11)

где Р _мах - максимальная нагрузка, Вт;

U - номинальное напряжение, кВ;

cos φ - коэффициент мощности нагрузки.

Суммарное экономическое сечение всех отходящих линий , А, вычисляют по формуле

(12)

где j_э=1,2 А/мм² - экономическая плотность тока, определяем по числу часов использования максимума нагрузки в год для кабеля с бумажной изоляцией с алюминиевыми жилами. Выбирается из учебника

Принимается за экономическое сечение одного кабеля 150 мм² и определяется число отходящих линий

Для равномерной загрузки секций шин принимается линий.

Максимальный ток одной линии , А, вычисляют по формуле

(13)

Делается проверка по допустимому току

(14)

где - допустимый ток для кабеля выбранного сечения, А.

= 290 А для кабеля АСБ-6-3*240 (кабель трехжильный напряжением до 6 кВ при S_сеч=240 мм².

На шинах высокого напряжения.

Количество отходящих линий , шт. вычисляют по формуле

, (15)

Принимается 2 линии для равномерной загрузки линий.

Количество тупиковых линий , шт., вычисляют по формуле

(16)

Принимается 2 линии для равномерной нагрузки.

Общее число линий на ВН , шт., вычисляют по формуле

(17)

Составляется схема перетоков мощности.

Рисунок 2 - Перетоки мощности структурной схемы

5 ВЫБОР СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ.

Схемы выбираем согласно «Типовым схемам принципиальных электрических распределительных устройств напряжением 6-750 кВ и указаниям по их применению».

РУ-330 кВ.

РУ-330 кВ имеет число присоединений равное 5 (4 линии и 2 автотрансформатора). Поэтому принимается схема автотрансформаторы-шины с через два выключателя линий. В цепи каждой линии три выключателя, автотрансформаторы присоединены к шинам без выключателей.

РУ-110 кВ.

РУ-110 кВ имеет число присоединений равное 5 (3 линий и 2 трансформатора). Поэтому принимается схема с двумя рабочими и обходной системами шин. В нормальном режиме обе системы шин являются рабочими и нормально находятся под напряжением. Половина присоединений(нечетной) подключается к первой основной системе шин, половина(четные) – ко второй основной системе шин.

РУ-6 кВ.

РУ-6 кВ имеет число присоединений, равное 24 (22 линии, четыре ввода), применяется две одиночные секционируемые выключателями системы шин.

В этой схеме предусматривается 2 системы шин. Они секционированы и находятся под напряжением. На ПС секционный выключатель отключен. Потребитель запитывается через реактор для ограничения токов К.З., в линиях, с целью установления в цепях вакуумных выключателях, встроенных в КРУ

Рисунок 3

6 ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ НУЖД И

ТРАНСФОРМАТОРОВ

Производится подсчёт нагрузок собственных нужд подстанции. Установленная мощность приёмников определяется по таблицам 6-2 и 6-11 из «Методических указаний по проектированию подстанций».

Активную нагрузку , МВт, вычисляют по формуле:

(18)

где к_с - коэффициент спроса, учитывающий неполную нагрузку приёмников (взят из Методических указаний по проектированию ПС. таб.6-12).

Реактивную нагрузку , МВар вычисляют по формуле

(19)

где cos φ = 1 - для осветительной нагрузки и обогрева;

cos φ = 0,84 - для двигательной нагрузки.

Вычисленные данные сведём в таблицу.

Таблица 2 - Приёмники собственных нужд

Наименование приемников	Установленная мощность	cos φ	tg φ	к_с	Расчетная нагрузка
Летом	Зимой
ед. х кол-во	всего, кВт	Р, кВт	Q, кВт	Р, кВт	Q, кВт
1.Охлажде-ние авто-трансфор-матора	х 37		0,87	0,64	0,8	59,2	37,8	59,2	37,8


2. Подзарядный агрегат ВАЗП 350/240	23х2		0,85	0,62	0,12	5,52	71,3	5,52	71,3
3.Постоянно включенные лампы	0,5 х 39	19,5				19,5	-	19,5	-
4. Подогрев выключа- а)ОРУ-330 кВ б)ОРУ-110 кВ	4х8 1,32х7	9,24				- -	- -	9,24	- -
5. Подогрев разъединителей а)ОРУ-330 кВ б)ОРУ-110 кВ	22х0,6 25х0,6	13,2 13,8				- -	- -	13,2 13,8	- -
6.Освещение ОРУ а) 330кВ б) 110кВ	2х10 2х2					- -	- -		- -
7.Отопление, освещение, вентиляция а)ОПУ б)ЗРУ-6 кВ	1х60 1х7					- -	- -		- -

Наименование приемников	Установленная мощность	cos φ	tg φ	к_с	Расчетная нагрузка
Летом	Зимой
ед. х кол-во	всего, кВт	Р, кВт	Q, кВт	Р, кВт	Q, кВт
8.Здание разъездного персонала	1х5,5	5,5			0,1	-	-	5,5	-
9.Электроподогрев и сушка тр-ра	2х100				0,5	-	-		-
10. Фильтр-пресс	2х2		0,85	0,62	0,1	0,4	0,24	0,4	0,24
11. Насос	2х2		0,85	0,62	0,1	0,4	0,24	0,4	0,24
12. Отопле-ние насос-ной пожаро-тушения	-				0,5	-	-		-
Итого						85,02	109,58	268,96	109,58

Расчётную нагрузку , МВА, вычисляют по формуле

(20)

Аварийная нагрузка:

Насосы пожаротушения – 200 кВт;

Аварийная вентиляция - 0,2 кВт;

Итого: 200,2 кВт.

При числе трансформаторов связи на подстанции два и более устанавливается два трансформатора собственных нужд (ТСН). Для данных ТСН примем схему соединения обмоток - Y/Yо.

Производится выбор мощности трансформатора собственных нужд. За расчётную нагрузку принимается . Учитывая то, что на подстанции нет постоянного дежурства, запишем: . Выбирается из справочника Неклепаева Б.Н.[3, стр.120] два трансформатора ТСЗ - 400/6 мощностью по 400 кВ ^. А каждый. Данные трансформаторы имеют естественное воздушное охлаждение при защищённом исполнении.

Паспортные данные трансформатора указаны в таблице.

Определяется нагрузка трансформаторов в аварийном режиме

Таблица 3 - Паспортные данные трансформатора собственных

нужд.

Тип трансформатора	S_ном, МВА	Напряжение обмотки, кВ	Потери,Вт	U_К.З,%	I_ХХ,%
ВН	НН	Р_Х	Р_К
ТСЗ –400/10			0,4			5,5

Загрузка трансформаторов в аварийном режиме

(21)

где n - число ТСН,

к =1,15-,2 - допустимая нагрузка в длительном режиме.

следовательно, никакой перегрузки не будет.

Согласно методическим указаниям по проектированию подстанции на данной подстанции примем оперативный постоянный ток. На подстанции с постоянным оперативным током ТСН присоединяется к шинам РУ-6 кВ, в цепях ТСН до 250 кВ*А на стороне 6-10 кВ устанавливаются предохранители. На стороне 380/220 В ТСН работают раздельно, каждый на свою секцию с АВР на секционной связи. Согласно сведениям, приведенным выше, выберем схему питания собственных нужд.

Рисунок 4

7 РАСЧЕТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.

Короткие замыкания (к.з.) являются одной из основных причин нарушения нормального режима работы электроустановок и энергосистем в целом. При проектировании подстанции расчёт токов к.з. производится с целью проверки выбранного электрооборудования, установки релейной защиты и токоведущих частей. При расчёте токов к.з. принимают ряд допущений, не вносящих существенных погрешностей в расчёты. К ним относятся:

- отсутствие качаний генераторов;

- нелинейность всех элементов схемы (не учитывается насыщение магнитных систем);

- приближённый учёт нагрузок (все нагрузки представляются в виде постоянных по величине индуктивных сопротивлений);

- пренебрежение активными сопротивлениями элементов схемы при расчёте токов к.з. и учёт активных сопротивлений только при определении степени затухания апериодических составляющих токов к. з.;

- пренебрежение распределённой ёмкостью линий, за исключением случаев длинных линий и линий в сетях с малым током замыкания на землю;

- симметричность всех элементов системы, за исключением места короткого замыкания;

- пренебрежение током намагничивания трансформаторов.

Рисунок 5 - Схема замещения подстанции

Рассчитываются все сопротивления в относительных единицах.

Принимается S_б= 1000 МВ^.А.

Сопротивление системы вычисляют по формуле

(22)

где S_н– мощность системы в относительных единицах;

S_б– базисная мощность, равная 1000 МВ^.А;

х_н,С* - сопротивление системы в относительных единицах.

(23)

(24)

где - длина ЛЭП;

- удельное сопротивление ЛЭП;

- напряжение в ЛЭП, взятое по ряду средних напряжений, ближайшее к напряжению в точке короткого замыкания.

Сопротивления обмоток автотрансформаторов на высокой стороне , вычисляют по формуле

(25)

где - взяты из Таблицы 1 для автотрансформатора.

Сопротивления обмоток автотрансформаторов на средней стороне , вычисляют по формуле

, (26)

Сопротивления обмоток на низкой стороне ,вычисляют по

формуле

, (27)

Рассчитаем ток короткого замыкания в точке К1. Для этого составим схему замещения, не учитывая те сопротивления, по которым ток к точке короткого замыкания не течёт.

Вычисляется результирующее сопротивление , вычисляют по формуле

Рисунок 6– Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Рисунок 7 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Вычисляется результирующее сопротивление

(28)

(29)

(30)

Рисунок 8 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Рисунок 9 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К1

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания , кА, вычисляют по формуле

(31)

(32)

Ударный ток , кА, вычисляют по формуле

(33)

где к_у - ударный коэффициент.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя , кА, вычисляют по формуле

(34)

Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент размыкания контактов выключателя равна: I_n_τ = I_no = 1,37 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 10 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К2.

Рисунок 11 – Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К2

Вычисляется результирующее сопротивление.

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания вычисляют по формулам (31), (32)

Ударный ток вычисляют по формуле (33)

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя рассчитывается аналогично формуле (34)

I_n_τ = I_no = 2,86 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 12 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при включенном выключателе.

Рисунок 13 – Схема замещения для расчета тока при выключенном выключателе QB

Вычисляется результирующее сопротивление

(35)

Рисунок 14 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при включенном выключателе.

Периодическую составляющую тока короткого замыкания в момент короткого замыкания рассчитывают по формулам (31), (32)

Ударный ток вычисляют аналогично формуле (33)

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания в момент разведения контактов выключателя вычисляется аналогично формуле (34)

I_n_τ = I_no = 51,2 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Рисунок 15 - Схема замещения для расчета тока к.з. в точке К3 при отключенном выключателе.

Ударный ток вычисляют аналогично формуле (33)

I_n_τ = I_no =33,6 кА, т.к. система С является источником бесконечной мощности.

Вычисленные данные составляющих тока к.з. для всех точек сведем в таблицу 4.

Таблица 4 – Составляющие тока короткого замыкания

	I_no, кА			I_n_τ, кА
1)К₁^(з) (шины 330 кВ)
2) К₂^(з) (шины 110 кВ)
3) К₃^(з) (шины 6 кВ) При включенном QB При отключенном QB	51,2 33,6	98,1 64,3	2,51 1,86	51,2 33,6

8 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АПАРАТОВ.

Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения и включения цепи в любых режимах.

К выключателям высокого напряжения предъявляются следующие требования:

- надёжное отключение токов любой величины от десятков ампер до номинального тока отключения;

-быстрота действия, т.е. наименьшее время отключения;

-пригодность для автоматического повторного включения, т.е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

-возможность пофазного (пополюсного) управления для выключателей 330 кВ и выше;

-удобство ревизии и осмотра контактов и механической части;

-взрыво- и пожаробезопасность;

-удобство транспортировки и обслуживания.

В учебном проектировании выключатели выбираются по цепи самого мощного присоединения. Мощность ЛЭП принимается равной пропускной способности линии. Мощность в цепях обмоток трансформаторов равна перетокам мощности через трансформатор

, (36)

, (37)

. (38)

Выбранные выключатели проверяются по токам к.з.

, (39)

, (40)

, (41)

где β_н - нормированное процентное содержание апериодической составляющей в полном токе к.з.

, (42)

, (43)

где - ток термической стойкости,

- время протекания тока термической стойкости.

, (44)

где - время срабатывания защиты (принимается равным 0,1с.),

- время отключения выключателя, (принимается из паспортных данных выключателя).

(45)

где - предельно сквозной ток (принимается из паспортных данных).

Разъединители выбираются в тех же цепях и по тем же условиям, что и выключатели. Выбранные разъединители проверяются по условиям (42) и (43).

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-330 кВ.

В цепях РУ-330 кВ самым мощным присоединением является цепь обмотки высокого напряжения трансформатора.

Расчётные токи , , А, для выбора коммутационных аппаратов находятся по следующим формулам

(46)

(47)

где - номинальная мощность трансформатора;

- напряжение РУ, в цепи которого выбирается выключатель.

Вычисляются токи для выбора выключателей и разъединителей в цепях РУ-330 кВ.

Согласно выше приведённым условиям и учитывая, что РУ находится на открытом воздухе, выберем из каталогов предприятий по высоковольтному оборудованию для присоединений ОРУ-330 кВ элегазовый выключатель ВГБ-330/40/3150У1 со встроенным трансформатором тока ТВ-330/200/1 и разъединитель РПГ-330/3150 УХЛ1.

Проверяется выбранное оборудование:

1) На номинальный ток отключения

2) На термическую устойчивость.

Находится расчётный тепловой импульс для данного случая по формулам (44)

Вычислим тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Для выключателя:

Для разъединителя:

Выбранное оборудование по данному критерию проходит, т.к. по условию

3) На возможность отключения апериодической составляющей.

Вычисляется номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени τ по формуле (41)

Выбранный выключатель по данному критерию проходит, т.к. согласно условию

На электродинамическую устойчивость:

для выключателя:

для разъединителя:

Следовательно, выбранное оборудование по всем критериям проходит.

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-110 кВ.

Согласно схеме с указанием перетоков мощности в цепях РУ-110 кВ самым мощным присоединением является цепь обмотки среднего напряжения трансформатора.

Расчётные токи , , кА, для выбора оборудования в РУ-110 кВ вычисляют по формуле

(48)

(49)

где P_нагр – активная нагрузка РУ-110 кВ,

- число параллельно работающих трансформаторов.

Рассчитываются токи по формулам (48),(49)

Для ОРУ-110 кВ выберем из каталогов предприятий по высоковольтному оборудованию элегазовый выключатель ВГБУ-110-40/2000 У1 со встроенными трансформаторами тока ТВ-110/750/5 и разъединитель РГ-110/1000 УХЛ1.

Выбранное оборудование проверяется:

1) На номинальный ток отключения

2) На термическую устойчивость.

Найдём расчётный тепловой импульс для данного случая по формуле (44)

Вычисляется тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Для выключателя

Для разъединителя

Выбранное оборудование по данному критерию проходит, т.к. по условию

3) На возможность отключения апериодической составляющей:

Выбранный выключатель по данному критерию проходит, т.к. согласно условию

На электродинамическую устойчивость:

Для выключателя

Для разъединителя

Следовательно, выбранное оборудование по всем критериям подходит.

Выбор выключателей и разъединителей в цепях РУ-6кВ.

Расчётные токи для выбора оборудования в цепи обмотки низкого напряжения вычисляют по формулам

В цепи обмотки низкого напряжения трансформатора связи выбирается вводный выключатель VZ-6R40-4000,42 встроенный в КРУ типа К-40-6-24У3 кВ.

Расчетные токи , , кА, для выбора оборудования ЛЭП вычисляют по формулам

(50)

(51)

где п – число ЛЭП.

В цепи линий, отходящих к потребителю, выберем выключатель VZ-6j20-630

Поскольку уровень токов короткого замыкания превышает возможности выключателя, то уменьшим их применением токоограничивающих реакторов.

Ректоры выбираются по условиям

(52)

(53)

(54)

Определим .

Для этого:

- определим сопротивление цепи до короткого замыкания без реактора по формуле

- определим результирующее сопротивление до точки к.з., необходимое для ограничения тока к.з.:

- определим

Выбираем реактора РТСТГ-10-4000-0,14 У3 в количестве 4 штук.

Определим результирующее сопротивление цепи с учетом реактора

Определим ток к.з. с учетом реактора:

Проверим реактор на динамическую устойчивость:

Условие выполняется.

Проверим на термическую устойчивость.

Найдём расчётный тепловой импульс для данного случая по формуле (44)

Вычисляется тепловой импульс по паспортным данным по формуле (43)

Выбранный реактор по данному критерию проходит, т.к. по условию

Условие выполняется.

Все требования выполняются.

Паспортные и расчетные данные выключателей и разъединителей сведем в таблицы 5 и 6.

Таблица 5- Паспортные и расчетные данные выключателей.

Условия выбора	Расчетные данные	Паспортные данные
ВГБ-330-40-3150 У1	ВГБУ-110/40-2000 У1	VZ-6R40-4000	VZ-6j20-630

	0,764	0,642	2,933	0,166	3,15			0,630

	1,97	5,84	51,2	51,2
	0,68	6,14	38,5	38,5
	2,07	1,5	2,51	2,51	20,16	17,4	-	-
	5,04	21,7	98,1	98,1
	0,764	0,321	1,6	0,266	3,15			0,630

Таблица 6- Паспортные данные и расчетные данные разъединит

телей.

Условия выбора	Расчетные данные	Паспортные данные
РПГ-330/3150 УХЛ1	РГ-110/1000 УХЛ1

	0,764	0,642
	5,03	21,7	157,5
	0,68	6,14
	0,764	0,321	3,15

9 ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ.

Основное электрическое оборудование подстанций и аппараты в этих цепях (выключатели, разъединители и др.) соединяются между собой проводниками разного типа, которые образуют токоведущие части электрической установки.

Выбор токоведущих частей для РУ-330 кВ.

Сечение гибких шин выбирается по длительно допустимому току

, (55)

где - ток самого мощного присоединения РУ-330 кВ при максимальной нагрузке на шинах.

Ток кА, для выбора шин 330 кВ рассчитывают аналогично формуле (47)

Для РУ-330 кВ выбираются сталеалюминевые провода марки 1хАС-600/72, q=300 мм², d=33,2, мм, =1050; радиус провода: r₀ =1,66 см; расстояние между фазами: D=500 см, фазы расположены горизонтально.

Выбранные шины проверяются на термическую стойкость току короткого замыкания не проверяются, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Выбранные шины проверяются по условиям коронирования

(56)

Начальная критическая напряжённость электрического поля , , вычисляют по формуле

, (57)

где т - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода, т=0,82 [4, стр.246],

r₀ - радиус провода, см.

Напряжённость электрического поля E, , около поверхности нерасщеплённого провода вычисляют по формуле

, (58)

где U=1,1·U_ном. - линейное напряжение, кВ;

D_ср - среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см, при горизонтальном расположении фаз, D_ср=1,26^.D

Условие выполняется, следовательно, данный токопровод по всем параметрам подходит.

Выбор токоведущих частей для РУ-110 кВ.

Расчётные токи кА, для выбора шин и ошиновки 110 кВ вычисляют по формулам (50),(51)

Выбирается сталеалюминевый провод марки 2хАС-300/48, q=24 мм², d=27,5 мм, =690 А; радиус провода: r₀ =1,2 см; расстояние между фазами: D=300 см, фазы расположены горизонтально [3, стр.428].

Проверка шин РУ-110 кВ на термическую стойкость току короткого замыкания не проверяются, т.к. шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Производится проверка шин, проверяются по условиям коронирования

Условие выполняется, следовательно, данный токопровод по всем параметрам подходит.

Выбор токоведущих частей для РУ-6 кВ.

Расчётные тока продолжительных режимов

Выбирается сечение алюминиевых шин по допустимому току, т.к. по экономической плотности тока они не выбираются.

Принимаются шины коробчатого сечения, алюминиевые 1х(100х45х6) сечением (1х1010) мм², =3500 А; R =8 мм; h=100 мм, ширина полки b=45 мм, толщина шины с=6 мм

W_y_0-_y₀=58 см³, W_y_-_y=5,9 см³

Проверка шин по допустимому току

I_max=2,933 кА < 3500·0,94=3,290 кА,

где 0,94 – поправочный коэффициент на температуру.

Проверка шин на термическую стойкость:

Вк_расч=38,5 кА²·с

В шинах коробчатого сечения частота собственных колебаний не значительна, что позволяет производить расчет без учета механических колебаний.

При расположении шин в горизонтальной плоскости и при соединении швеллеров жестко между собой W=W_у0-у0

Шины механически прочны, если

σ_расч=σ_п+σ_ф≤σ_доп, (59)

где σ_п– напряжение на терминале шин от действия силы взаимодействия между швеллерами, составляющими шину коробчатого сечения, σ_п=0, т.к. шины соединены сварным швом по всей длин.

(60)

где a=h=1 м.,

σ_доп-допустимое механическое напряжение в материале шин по [4]; σ_доп=82,3 МПа

σ_п+σ_ф=0+15,35=15,35 МПа < σ_доп=82,3 МПа.

Выбранная шина по всем параметрам подходит.

10 ВЫБОР ИЗМ