4 Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанции

Выбор аппаратуры и токоведущих частей основывается на сравнении рабочего напряжения и рабочего максимального тока с номинальными параметрами выбираемого аппарата, а для токоведущих частей – с допустимым током. Выбранные части и оборудование должны быть проверены на термическую и электродинамическую стойкость по режиму короткого замыкания.

4.1 Выбор сборных шин

Сборные шины выбираются из условия 4.1.1:

I_доп ≥ I_р.макс (4.1.1)

I_р.макс – максимальный рабочий ток на сборных шинах вторичного напряжения, А I_доп – длительно допускаемый ток для токоведущей части, А (принимается ближайшее большее число). Значение I_доп берётся из таблицы 5.1 [2, стр.99]. Сборные шины в РУ-35кВ выполняются гибкими, из сталеалюминиевого провода.

4.1.1 Ток сборных шин вторичного напряжения главных понижающих трансформаторов считаем по формуле 4.1.1.1:

(4.1.1.1)

где – коэффициент распределения нагрузки на шинах вторичного напряжения распределительного устройства, К_р.н. = 0,6, т.к. (выбирается в диапазоне 0,5 – 0,7).

Сборные шины выбираются из условия 4.1.1.2:

I_доп ≥ I_р.макс (4.1.1.2)

I_р.макс – максимальный рабочий ток на сборных шинах вторичного напряжения, А I_доп – длительно допускаемый ток для токоведущей части, А (принимается ближайшее большее число). Значение I_доп берётся из таблицы 5.1 [2, стр.99].

I_доп = 330 А > I_р.макс1 = 317 А выбираются алюминиевые шины

Размер выбранных проводов составляют: Сечение провода, S₁ = 95 мм²; Диаметр провода, d₁ = 13,5 мм

4.1.2 Проверка сборных шин на термическую стойкость

При проверке на термическую стойкость выбирается необходимое сечение токоведущей части на расчётном участке цепи по режиму короткого замыкания при нагревании этого участка до максимально допустимой температуры. Условие проверки, 4.1.2.1:

q_в ≥ q_min (4.1.2.1)

q_в – выбранное сечение токоведущей части, мм²

q_в = 95 мм²

q_min – минимально допустимое сечение токоведущей части по режиму короткого замыкания, рассчитывается по формуле 4.1.2.2:

(4.1.2.2)

В_к – тепловой импульс тока короткого замыкания для расчётной точки подстанции, кА²·с; С – коэффициент, учитывающий соотношение максимально допустимой температуры токоведущей части и температуры при номинальном режиме работы ( для алюминиевых шин и проводов принимают значение, равное 88).

Выбранные шины проходят по термической стойкости, т.к. выполнилось условие : 95 ≥ 37,5

4.1.3. Проверка гибких шин на отсутствие коронирования.

Проверка токоведущих частей напряжением 35 кВ на отсутствие коронирования проводится по условию(Е.Б.Петров, ЭП, стр100) 4.1.3.1:

Е₀  1,07Е (4.1.3.1)

Е₀ – максимальное значение начальной критической напряжённости электрического поля, при которой возникает коронный разряд, вычисляемый по формуле 4.1.3.2:

(4.1.3.2)

m – коэффициент, учитывающий не гладкость (шероховатость) поверхности провода принимаемый для многопроволочных проводов равным 0,82;

r_ПР – радиус провода, см

Е – напряжённость электрического поля около поверхности провода, находится по формуле, кВ/см 4.1.3.3:

(4.1.3.3)

Dср – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см, которое определяется по формуле 4.1.3.4:

(4.1.3.4)

D – расстояние между соседними фазами сборных шин и ошиновки, равное при напряжении 35 кВ 150 см.

Разряд в виде короны будет отсутствовать, так как:

27,9  1,07*7,7 кВ/см

Тип провода АС 95 подходит.

4.2 Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока

При выборе высоковольтных выключателей переменного тока необходимо руководствоваться следующими условиями, 4.2.1 и 4.2.2:

U_н ≥ U_р (4.2.1)

I_н ≥I_р.макс (4.2.2)

35=35;

800>370

U_н и I_н – ближайшие большие напряжение и ток выбираемого высоковольтного выключателя;

U_р и I_{р. макс} – рабочее напряжение и максимальный рабочий ток цепи, в которой должен быть установлен выключатель.

Вторичные обмотки среднего и низшего напряжения трехобмоточных силовых трансформаторов считаем по формуле 4.2.3:

(4.2.3)

где К_ав – коэффициент аварийной перегрузки тр-ра, учитывающий его возможную перегрузку до 40%, равный 1,4.

Линии, питающие потребителей.

Максимальный рабочий ток линии рассчитывается отдельно для каждого потребителя с учётом его активной максимальной мощности, а также с учётом коэффициента мощности. Для его расчёта пользуются формулой 4.2.4:

(4.2.4)

где – максимальная активная мощность потребителей; – коэффициент мощности потребителей; – коэффициент перспективного развития подстанции, увеличивающий рабочий максимальный потребляемый ток на 30%, равный 1,3;

Тепловой импульс тока короткого замыкания рассчитывают по формуле 4.2.5:

(4.2.5)

Для расчёта номинальной отключаемой мощности воспользуемся формулой 4.2.6:

(4.2.6)

Тепловой импульс тока короткого замыкания (для потребителей) рассчитываем по формуле 4.2.7:

( 4.2.7)

t_откл = t_рз + t_ср + t_св с

t_рз – время выдержки срабатывания релейной защиты, выбранное и обозначенное на расчётной схеме (0,5) ; t_ср – собственное время срабатывания защиты (0,1) ;

t_св – собственное время отключения выключателя с приводом (0,1).

Выбираем выключатель, который нам подошел – С-35М-630-10 У1

( выключатель «Свердловск» с номинальным напряжением 35кВ, с номинальным током 630А и током отключения 10кА). Табл. 5.17, стр. 126.

Данные сводим в таблицу №2:

Таблица №2

Наименование присоединений	Тип выключателя	Соотношение паспортных и расчётных данных
		Условия выбора		Условия проверки
Ввод РУ-35 кВ	С-35М-630-10 У1	35 35	630 370	10 2,5	757 161	10 2,5	26 6,4	625 11
Секционный выключатель		35 35	630 317	10 2,5	757 161	10 2,5	26 6,4	625 11
Хим. завод		35 35	630 135	10 2,5	757 161	10 2,5	26 6,4	625 4,7
Рудники		35 35	630 107	10 2,5	757 161	10 2,5	26 6,4	625 4,7