3.9. Выбор шинопровода

Сечение сборных шин выбирают по [13]:

1. По допустимому нагреву, исходя из токовой нагрузки в утяжеленном режиме;

2. По термической стойкости;

3. По электродинамической стойкости.

Выбираем шинопровод для КРУН-10 кВ.

Расчетный ток утяжеленного режима:

I_утяж. =825,6 А.

Выбираем алюминиевые шины сечение 60х6 мм².

I_доп. =870 А.

1. Проверка по допустимому нагреву:

2. Минимальное сечение шинопровода по термической стойкости:

где I_к. – установившийся ток к.з., А;

t_n. – приведенное время к.з., с;

С – коэффициент, для алюминия С=92.

t_n. = t_откл. +Та

t_n. =0,05+0,046=0,096 с.

I_к. =15,3 кА=15300 А.

3. По электродинамической стойкости шины выбирают исходя из условия:

где - напряжение в материале шин;

(3.34)

где М- максимальный изгибающий момент, Н*м;

W- момент сопротивления сечения шин, м³.

(3.35)

где F – сила взаимодействия между проводниками при протекании по ним ударного тока к.з., Н;

l- расстояние между изоляторами, l=1м.

=10

(3.35)

где a– расстояние между фазами, а=0,15 м;

Кф- коэффициент формы, Кф=0,35;

i_уд – ударный ток короткого замыкания i_уд =38,9 кА.

Пусть шины расположены друг к другу узкими сторонами:

b= 6мм=6*10^-3 м.

h= 60мм=6*10^-2 м

Н

Н*м.

м³.

мПа.

Наибольшее допустимое при изгибе напряжение _доп не должно превышать для алюминия 70 мПа.

4. Найдем частоту собственных колебаний шин:

(3.36)

где Е- модуль упругости материала шин, для алюминия Е=7*10¹⁰ Па;

J- момент инерции поперечного сечения шин, м⁴.

(при расположении шин друг к другу узкими сторонами). (3.37)

где m – масса одного погонного метра шины, кг/м.

Следовательно, явление резонанса не учитывается.

Таким образом, алюминиевые шины прямоугольного сечения 60х6 мм² удовлетворяют необходимым условиям.

3.10 Выбор изоляторов

Изоляторы предназначены для крепления шин и их безопасного обслуживания. Изоляторы, выбираются по следующим условиям:

1. Род установки

2. (3.37)

3. Допустимая механическая нагрузка:

(3.38)

Расчетная нагрузка на изолятор определяется по формуле:

(3.39)

где l– расстояние между изоляторами в пролете,l=1м.

а – расстояние между фазами, а=0,15 м.

кН

Выбираем изолятор для внутренней установки: ИОР-10-30.00УХЛ:

1.

2.

Выбранный изолятор удовлетворяет условиям. Высота изолятора 130 мм.

3.11 Выбор ограничителей перенапряжения

До 70-х годов традиционным аппаратом для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжения является вентильный разрядник, который содержал нелинейный элемент с симметричной вольт-амперной характеристикой на основе карбида кремния и последовательно включенные с ним искровые промежутки. Из-за относительно слабой нелинейности не линейного элемента он не мог подключаться к сети непосредственно, так как при рабочем напряжении через него протекал бы значительный ток.

В 70-х годах появились нелинейные элементы на основе окиси цинка, имеющие вольт-амперные характеристики с гораздо большей нелинейностью, что позволяло подключать их к сети непосредственно, без последовательных искровых промежутков. В нашей стране защитные аппараты с оксидно-цинковыми элементами получили название ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН). За рубежом подобные аппараты называются безыскровыми разрядниками. Отсутствие последовательных искровых промежутков позволяет значительно улучшить защитные характеристики аппарата и уменьшить его массогабаритные показатели. К началу 70-х годов безыскровые защитные аппараты получили преимущественное распространение.

ОПН представляет собой аппарат опорного типа и содержит высоконелинейный резистор, состоящий из последовательно соединенных в колонку дисков оксидно-цинковых варисторов производства лучших зарубежных фирм, помещенных в изоляционную оболочку. Огранчители исполнения УХЛ1 имеют взрывобезопасный чехол из комбинированной полимерной изоляции: стеклопластиковый цилиндр с оребренным покрытием из кремнийорганической резины.

Принцип работы ОПН заключается в следующем: в нормальном режиме через аппарат протекает незначительный ток (порядка долей мА) при появлении всплесков перенапряжений любой физической природы из-за резкой нелинейной вольт-амперные характеристики ограничителя ток через него возрастает до значений от ампер до десятков килоампер, снижая уровень перенапряжения до заданных значений [17].

Выбираем ограничители перенапряжения.

Для напряжения 10 кВ выбираем ОПН-10/11-10(I)УХЛ1.

Для напряжения 110 кВ выбираем ОПН-110/73-10(I)УХЛ1.