- •Петербургский государственный университет путей сообщения
- •Пояснительная записка к курсовому проекту
- •Тяговые и трансформаторные подстанции переменного тока
- •2.5.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания 16
- •2.6.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания 18
- •1. Выбор числа, типа и мощности трансформаторов
- •1.1. Выбор главного понижающего трансформатора
- •1.2. Выбор типа трансформатора собственных нужд
- •2. Расчёт токов короткого замыкания на шинах ру
- •2.1. Составление однолинейной расчётной схемы
- •2.2. Определение относительного сопротивления до точки к1
- •2.3. Проверка на электрическую удалённость
- •2.4. Определение токов короткого замыкания на шинах ору–110 кВ
- •2.4.1. Определение токов трёхфазного короткого замыкания
- •2.4.2. Определение токов двухфазного короткого замыкания
- •2.4.3. Определение токов однофазного короткого замыкания
- •3. Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов и измерительных трансформаторов
- •3.1. Выбор шин ру
- •3.1.1. Выбор шин ору-110 кВ
- •3.1.2. Выбор шин ору-27,5 кВ
- •3.1.3. Выбор шин зру-10,5 кВ
- •3.2 . Высоковольтные выключатели переменного тока
- •3.3. Разъединители, отделители, короткозамыкатели
- •3.4. Выбор измерительных трансформаторов
- •3.4.1 Трансформаторы тока
- •3.4.2. Трансформатор напряжения
- •4. Подбор аппаратуры и схем питания собственных нужд подстанции
- •4.1. Выбор аккумуляторной батареи
- •4.2. Выбор зарядно-подзарядного устройства (зпу)
- •5. Расчет контура заземления
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Спецификация
3. Выбор, расчет и проверка шин, основных коммутационных аппаратов и измерительных трансформаторов
3.1. Выбор шин ру
К токоведущим частям электроустановок относятся сборные шины РУ различного напряжения, с их помощью производится соединение генераторов с силовыми трансформаторами и трансформаторами собственных нужд.
3.1.1. Выбор шин ору-110 кВ
Шины ОРУ-110 кВ выполняются гибкими проводами АС, АСУ, АСО сечением не менее 70 мм2.
Сечение сборных шин q выбрано по условию:
, (3.1)
где – дополнительно допускаемый ток для шины данного сечения и материала, А;
– максимальный длительный ток нагрузки, А.
Максимальный длительный ток нагрузки найден по формуле:
, (3.2)
где – номинальная мощность понизительного трансформатора;
– коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, =1,3;
– номинальное напряжение на вводе подстанции.
Выбраны шины марки АС-70 на допускаемый ток 265 А.
, т. е.
Выбранные шины проверены на термическую устойчивость воздействию тока к.з. Для этого вычислено минимальное термически стойкое сечение:
, (3.3)
где – тепловой импульс к.з., кА2с;
C – функция, зависящая от перегрева. В данном случае принято C = 60.
Тепловой импульс к.з. определен по формуле:
, (3.4)
где – постоянная времени отключения цепи; принято =0,05 с.
, (3.5)
где – собственное время отключения выключателя; =0,05 с;
– время действия релейной защиты; =0,1 с.
Условие термической стойкости:
(3.6)
где – выбранное сечение, мм2.
Условие термической стойкости в данном случае удовлетворено:
.
3.1.2. Выбор шин ору-27,5 кВ
Шины ОРУ-27,5 кВ выполняются такими же проводами, что и шины ОРУ-110 кВ. Их выбор и проверка также осуществляются аналогично.
Сечение сборных шин q выбрано по условию (3.1). Максимальный длительный ток нагрузки в данном случае вычислен по формуле:
, (3.7)
где – коэффициент распределения нагрузки, =0,7;
Выбраны шины марки АС-120 на допускаемый ток 380 А.
Тепловой импульс к.з. определен по формуле .(3.4).
Откуда, согласно выражению (3.3)
Т. обр., для выбранных шин все необходимые условия выполняются:
, т. е.
, т. е
3.1.3. Выбор шин зру-10,5 кВ
Шины ЗРУ-10,5 кВ выполняются жесткими, из алюминия прямоугольного сечения. Сечение указанных шин выбирается аналогично шинам ОРУ, но проверка производится не только на термическую, но и на электродинамическую стойкость.
Максимальный длительный ток нагрузки для этих шин найден по формуле:
(3.8)
где – коэффициент перспективы развития потребителей, =1,3;
– мощность районной нагрузки.
Согласно условию (3.1) выбраны шины марки А размера 30х4 мм, прямоугольного сечения с сечением полосы 120 мм2 с установкой горизонтально на ток .
.
Проверка термической стойкости произведена по условию (3.6). Тепловой импульс к.з. определен по формуле (3.4):
Минимальное термически стойкое сечение вычислено по формуле (3.3):
Т. обр., условие термической стойкости выполняется:
.
Проверка на электродинамическую стойкость выполнена по условию:
, (3.9)
где - допускаемое напряжение для материала шин; принято для алюминиевых проводов =65 МПа;
- расчетное механическое напряжение в материале шины.
Расчетное механическое напряжение в материале шины определено по формуле:
, (3.10)
где W – момент сопротивления, м3.
– длина пролета, т. е. расстояние между соседними опорными изоляторами;
принята =1 м.
– расстояние между осями шин соседних фаз; принято =0,25 м;
Момент сопротивления определен по формуле:
, (3.11)
где – толщина сечения, ;
– высота сечения, .
Т. обр., условие электродинамической также стойкости выполняется:
.