Таблица 2

№

Факторы, учитывае-

Тип элемента

мые при выборе

Условия выбора

Q

QS

ТА

TV

LR

1

Номинальное напря-

U óñò £Uí î ì

+

+

+

+

+

жение

2

Номинальный (дли-

Ií î ðì

£ Ií î ì

+

+

+

+

тельный) ток

Imax £ Ií î ì

+

+

+

+

Отключающая (ком-

Iï ,t £ Iî ò ê.í î ì

+

ià,t £ ia.í î ì =

2bí î ì Iî ò ê.í î ì

+

3

мутационная) способ-

ность

( 2Iï ,t + ia,t )£ 2Iî ò ê.í î ì (1+ bí î ì )

+

Электродинамическая

Iï ,î £ Iï ð,ñ

+

4

i

ó

£ i

+

+

+

+

стойкость

ï ð,ñ

ió £ käèí Ií î ì

+

5

Термическая стой-

Bê £ I 2ò .í î ðì tò .í î ðì

+

+

кость

Bê £ (kò I1í î ì

)2 tò .í î ðì

+

6

Нагрузка вторичных

r2

= z2 £ z2í î ì

+

цепей

S2 £ S2 í î ì

+

7

Потеря напряжения в

DU ³Uäî ï

+

нормальном режиме

8

Токоограничение

xLR

+

9

Остаточное напряже-

Uî ñò

³ 65 -70%

+

ние при КЗ за реакто-

ром

10

Восстанавливающееся

+

напряжение

3.5. Токоведущие части первичных цепей

Соединение аппаратов электрической установки между собой осу-

ществляется неизолированными проводниками - шинами и изолированны-

ми проводниками - кабелями. В распределительных устройствах наиболь-

48

шее распространение получили шины благодаря простоте монтажа, экс-

плуатации, высокой экономичности и надежности.

Жесткие алюминиевые шины применяются в установках генера-

торного напряжения (рис. 9). При токе до 2000 А применяются однополос-

ные шины (рис. 9, а), при токах 2000 - 3000 А - двухполосные шины (рис. 9, б), при токах 3000 - 10000 А - коробчатые шины (рис. 9, в). В коробча-

тых шинах лучше происходит охлаждение, меньшее влияние оказывают поверхностный эффект и эффект близости, то есть металл используется более полно. Допустимая плотность тока шин коробчатого сечения значи-

тельно больше, чем у шин прямоугольного сечения [3].

Рис. 9. Конструкции жестких шин:

а- однополосные, б - двухполосные, в - коробчатые,

г- комплектный экранированный токопровод:

1- экран, 2 - токоведущая часть, 3 - изолятор

Вдвух- и особенно трехполосных шинах материал шин используется не в полной мере, так как ток распределяется неравномерно по сечению благодаря эффекту близости и поверхностному эффекту, поэтому трехпо-

лосные шины в настоящее время не применяются. Размеры шин и соответ-

ствующие им допустимые токи из условия нагрева в нормальном режиме приведены в [3, 5].

49

Комплектные пофазно-экранированные токопроводы (КЭТ) так-

же получили широкое распространение для соединения генераторов мощ-

ностью 60 МВт и выше с повышающими трансформаторами в блочных электростанциях, а также для генераторов, работающих на сборные шины генераторного напряжения, в пределах машинного зала. На рис. 9, г пока-

зана одна фаза токопровода, состоящая из шины цилиндрической формы,

укрепленной с помощью четырех изоляторов внутри металлического экра-

на. Комплектный токопровод обеспечивает высокую надежность работы и требует меньше времени для его монтажа, так как отдельные элементы КЭТ поступают на станцию в готовом виде. Пофазное экранирование практически исключает междуфазные короткие замыкания и позволяет от-

казаться от установки дорогостоящих генераторных выключателей. Экран уменьшает потери в ближайших металлических конструкциях и вред от воздействия магнитных полей на измерительные приборы, устройства РЗ и А.

Гибкие шины применяются на открытом воздухе для соединения силовых трансформаторов (автотрансформаторов) со сборными шинами открытых распределительных устройств (ОРУ) 35 кВ и выше. В ОРУ вся ошиновка и сборные шины выполняются из алюминиевых и сталеалюми-

невых проводов. В установках 330 кВ и выше каждая фаза состоит из двух-

трех проводов. Это необходимо для уменьшения потерь на корону.

В зависимости от особенностей конструктивного решения распреде-

лительных устройств и взаимного расположения машинного зала, главного распределительного устройства (ГРУ) и открытого распределительного устройства (ОРУ), возможно применение гибких шинопроводов в установ-

ках 6 - 10 кВ и жестких трубчатых шин в установках 110 кВ и выше.

В установках 35 кВ, как закрытого, так и открытого типа, могут при-

меняться жесткие алюминиевые прямоугольные шины [3, 7].

50

Жесткие шины окрашиваются: фаза А - желтый цвет, фаза В - зеле-

ный цвет, фаза С - красный цвет. Окраска шин защищает их от коррозии,

облегчает эксплуатацию и улучшает условия охлаждения.

Сечение шин в установках выше1000 В выбирается из условия наи-

меньших ежегодных эксплуатационных расходов. Такой выбор произво-

дится из экономической плотности тока:

sÝ =	Ií î ðì	,		(13)
	jÝ
где Ií î ðì - ток нормального режима;
j - нормированная экономическая плотность тока, А/мм2			[1, 3].
Ý
Сечение, подсчитанное по (13), округляется до ближайшего				стан-

дартного, в том числе в меньшую сторону, если оно не отличается более чем на 15 % от sÝ . Выбранное таким образом сечение надо проверить по условию длительно допустимого нагрева(температура в нормальном ре-

жиме не должна превышать + 70° С):

Iäî ï ³ Ií .max ,

где Iäî ï - допустимый ток с учетом поправок на температуру окружающей среды по таблицам длительно допустимых нагрузок на шины и проводни-

ки стандартного сечения [3, 5], Ií .max - максимальный ток нагрузки данной цепи.

Шины также должны быть проверены по условию прохождения тока КЗ на динамическую и термическую стойкость. Кроме того, шины на 35 кВ и выше проверяются по условиям образования короны [3].

Следует отметить, что по экономической плотности тока не выбира-

ется сечение сборных шин и ошиновка в пределах .РУЭто объясняется

51

Ií î ì

тем, что нагрузка сборных шин неравномерна, многие участки шин имеют нагрузку, меньшую , что обусловливает уменьшение потерь энергии в шинах и возможность применения меньшего сечения, выбранного лишь по условию длительно допустимого нагрева.

Силовые кабели. Для соединения отдельных элементов на электри-

ческих станциях и подстанциях широко применяются кабели. Они прокла-

дываются в каналах, туннелях, в полу и по стенам здания. Кабельные ли-

нии нашли широкое применение в электроустановках собственных нужд

(с.н.) электростанций. Они применяются для соединения:

-двигателей топливоподачи, склада, вспомогательных цехов со сборками с.н.;

-трансформаторов собственных нужд с секциями;

-двигателей собственных нужд в котельном и машинном зале с пи-

танием 6 кВ и 0,38 кВ.

Кабельными линиями 6 - 10 кВ выполняются линии нагрузок, отхо-

дящие от шин 6 - 10 кВ электростанций и городских подстанций к потре-

бителям.

Наибольшее распространение получили трехжильные и четырех-

жильные кабели с бумажной изоляцией. Кабель имеет токоведущие жилы,

однопроволочные или многопроволочные, из меди или алюминия, изоли-

рованные бумажными лентами с пропиткой специальным составом. Трех-

жильный кабель поверх скрученных жил имеет общую поясную изоляцию,

на которую накладывается свинцовая или алюминиевая сплошная оболоч-

ка. Она предохраняет изоляцию от попадания влаги и высыхания пропи-

точного состава. От механического повреждения кабель защищается бро-

ней из стальных лент или стальных проволок.

Широкое распространение получили кабели с алюминиевыми жила-

ми в алюминиевой оболочкеААБ и ААБГ (первая буква А - алюминие-

52

вые жилы, вторая А - алюминиевая оболочка, Б - бронированный двумя стальными лентами, Г - голый, то есть без внешнего защитного покрова вокруг брони).

Сечение кабелей выбирается по экономической плотности тока с по-

следующей проверкой по длительно допустимой нагрузке и по термиче-

ской стойкости [3, 16].

Данные по кабелям приведены в [3, 5, 6].

Условия выбора и проверки проводников различных типов приведе-

ны в таблице 3.

Таблица 3

1	2		3
1	Сборные	1. Iäî ï ³ Ií .max ; 2. b < bäî ï ; 3. 1,071,07E £ 0,9E0
	шины гибкие
		1) проверяются по допустимому току: Iäî ï ³ Ií .max (за ра-
		бочий максимальный ток для сборных шин принимаетс
		максимальный ток самого мощного присоединения);
		2) проверка гибких шин на схлестывание производитс,я
		если
		Iï ,î	> 20 êÀ .
			b < bäî ï ,
		где	b - отклонение провода фактическое, bäî ï - макси-
		мально допустимое отклонение провода;
		3) проверяются по условиям коронирования в установках
		110 кВ и выше:
			1,07E £ 0,9E0 ,
		где E0 - максимальное значение начальной критическо
		напряженности электрического поля;
		E - расчетная напряженность электрического поля про-
		водника
2	Сборные ши-	1. Iäî ï ³ Ií .max ; 2. Jê.äî ï ³Jk или qmin < q ; 3. fî > 200Ãö ;
	ны жесткие	säî ï	³s ðàñ÷

53

Продолжение табл. 3

1) по допустимому току:

Iäî ï ³ Ií .max ;

2) проверяется на термическую стойкость

Jê.äî ï ³Jk или qmin < q

где Jk - температура нагрева шин токами КЗ;

Jê.äî ï - допустимая температура нагрева проводника

режиме КЗ (нормируется ПУЭ);

qmin - минимальное сечение по термической стойкости; q -выбранное сечение;

	3) проверяются на электродинамическую стойкость:
	а) исключение механического резонанса:
	fî > 200Ãö ,
	где fî - частота собственных колебаний шин;
	б) расчет на механическую прочность:
	säî ï ³s ðàñ÷
	где säî ï -допустимое механическое напряжение в мате-
	риале шин;
	s ðàñ÷ - расчетное механическое напряжение.
3 Гибкие про-	1. q » qýê ; 2. Iäî ï ³ Ií .max ; 3. b < bäî ï	; 4. 1,071,07E £ 0,9E0
водники
	1) по экономической плотности тока: q » qýê
	2) по допустимое току: Iäî ï ³ Ií .max
	3) проверка гибких шин на схлестывание производитс,я
	если ióä ³ 50 êÀ [1],
	b < bäî ï
	где b - отклонение провода фактическое;
	bäî ï - максимально допустимое отклонение провода:
	4) проверяются по условиям короны:
	1,07E £ 0,9E0 ,
	где E0 - максимальное значение начальной критической
	напряженности электрического поля;
	E - расчетная напряженность	электрическог	пол
	проводника.
4 Кабели	1.U óñò £Uí î ì ; 2. q » qýê ; 3. Iäî ï ³ Ií .max ; 4. Jê.äî ï ³Jk		или
	qmin < q

54