2 Де I k с - струм короткого замикання від системи в точці k2, кА;

^І _{п 0д} ^{- струм короткого замикання від двох двигунів, кА}

k

_{І  29,3  2,8  32,1 кА}

2

2

^і уk

^{ і} ус 2 ^{ і} уд 2

(74)

де і _{ус 2} - ударний струм короткого замикання в точці k₂ від системи, кА;

^і_{уд 2} ^{- ударний струм короткого замикання від двох двигунів, кА}

2

^і уk

 53,9  4,1  58 кА

Перевірка виковольтного обладнання та струмоведу-

чих частин на дію струму к.з

Для перевірки апаратів і струмоведучих частин на термічну стійкість при к.з. необхідно визначити величину теплового імпульса

^В_к^{, пропорційного кількості виділюваного при цьому тепла. Процеси,}

що відбуваються при коротких замиканнях, дуже складні і для визна-

чення величини теплового імпульсу на підстанціях промислових під-

приємств користуються формулою

2 Вк  I п.О.  (tоткл.  т а ),

де I_п.о. – зверхперехідний струм к.з., кА;

^t_откл. ^{– дійсний час протікання струму к.з., що визначається кон-}

кретно для заданої крапки схеми.

Наприклад, на стороні вищої напруги ГПП із віддільниками і корот-

козамикачами

^tоткл. ^{ t}з.т. ^t к. з.^tз. л. ^{ t}о.в. ^,

де t_з.т. – час дії захисту трансформатора (диференціального чи токового відсічення);

t_к.з. – час включення короткозамикача (по технічним даним для обраного типу короткозамикача);

^t_з.л. ^{– час дії захисту лінії з боку живильної підстанції; варто взя-}

ти до уваги максимальний струмовий захист;

t _о.у - час відключення вимикача на живильній підстанції (по техніч-

ним даним зазначеного типу вимикача);

Та - постійна часу загасання аперіодичної складової струму к.з.

Величина Та визначається по табл.7.1 [2] При обчисленні теп- лового імпульсу короткого замикання на шинах цехової підстанції час протікання струму к.з. складається з

^t_{откл =} ^t _{з +} ^t _о.у

^{де t} _з ^{- час дії максимального токового захисту t} _з ^{= 0,5-1 c}

^t _о.у ^{- каталожний час відключення вимикача, прийнятого до}

установки.

Величина В_к повинна визначатися з урахуванням призначення і місця апарата в схемі, тому що час протікання струму к.з. по елемен- тах схеми може бути по-різному. Наприклад, для віддільника і корот- козамикача воно різне, але для навчального проектування можна до- пустити визначення В_к по найбільшому t_откл і використовувати це значення для всіх елементів схеми.

Для установки на стороні вищої напруги ГПП варто вибрати основне

устаткування відповідно до схеми комутації: вимикач, роз'єднувач, віддільник, короткозамикач. Вибір апаратів варто представляти у таб- личній формі.

Перетин збірних шин розподільного устрою на 0,4 кВ вибирають

за умовою нагрівання тривалим робочим струмом, а вище 1000В по економічній щільності струму . Для РУ 6-10 кв варто приймати алю- мінієві шини прямокутного перетину. Табличне значення тривалого припустимого струму шин зменшується на 5% при положенні шин на опорних ізоляторах у горизонтальній площині, тому що погіршу- ються умови охолодження

^I’ _дл.доп ^{= 0 95 • I} _дл.доп

Довгостроково припустимі величини струмів визначаються по

_{[2],с.511 чи [1],с.359.}

^{Умова вибору по нагріву I’} _дл.доп ^{≥ I}_расч

Шини перевіряються за умовами термічної і динамічної стійкості.

При перевірці шин і кабелів на термічну стійкість визначається міні- мально припустимий перетин по нагріванню струмом короткого за- микання

_В

_S к

мин ^

^с

_{де Вк - розрахункова величина теплового імпульсу к.з, А}² _{• с;}

С - термічний коефіцієнт (функція), А• с^1/2 /мм² ,

рівний для алюмінієвих шин - 95; для кабелів з

алюмінієвими жилами з паперовою ізоляцією 6 кв-98

і 10 кв-100; те ж, але з поліетиленовою ізоляцією -

62 і 65 відповідно.

^{Умова термічної стійкості S}_мин ^{≤ S} _выбр

^S _выбр ^{- перетин обраного чи кабелю шин.}

При перевірці шин на динамічну стійкість розраховується меха-

нічна напруга в матеріалі шин σ_расч і порівнюється з припустимим значенням σ_доп .Умова динамічної стійкості

^σ_расч^{≤ σ}_доп

Значення припустимої напруги в матеріалі шин наприклад, для

алюмінієвих шин марки АТ, А1 σ_доп =82,3 МПа.

Порядок визначення розрахункової величини напруги в матеріа-

лі шин для односмужних шин наступний.

Визначається сила, що діє на шину середньої фази при трифаз-

_{ному короткому замиканні}

ф

F  3 10^7  K

_i ²

^y _{ l, H ,}

a

^{де i}_y ^{- ударний струм к.з. А;}

^К_ф^{- коефіцієнт форми шин;}

^К_ф^{= I для прямокутних шин, тому що відстань між фазами значно}

більше периметра шин;

а - відстань між осями фаз, визначається безпосередньо для при-

йнятого до установки типу осередку РУ 6-10 кв; при відсутності таких даних для осередків КРУ можна приймати а = 260 мм;

l - відстань між сусідніми опорними ізоляторами, рівна розміру осередку КРУ по фасаду; для КРУ типів К-ХП

l = 900 мм, КМ-1Ф l = 750 мм чи 1125 мм.

Шина розглядається як багатопрогонова балка, що вільно ле-

_{жить на опорах; згинальний момент шин}

_{M } ^{F l}

10

Далі визначається момент опору шини щодо осі, перпендикуля-

рної дії зусилля. Для різного конструктивного виконання шинної конструкції ця величина розраховується по спеціальних формулах

Для односмужних шин, розташованих в одній горизонтальній площи-

_{b  h} ²

_{ні (рис,5) момент опору дорівнює W }

6

_{Напруга в матеріалі шин, що виникає при впливі згинаючого момен-}

ту, дорівнює

_M

^r _расч ^

^W

Приклад розрахунку перевірки високовольтного обладнання на дію струмів короткого замикання

Перевіримо кабелі вводу на термічну стійкість

_{Визначимо тепловий імпульс короткого замикання за формулою:}

 І

В

2

к п 0с

 (t

відкл

^{ Т} _а ⁾

(75)

^{де І} _{п0 с}

- струм короткого замикання в системі, кА;

t_відкл - час відключення масляного вимикача, с;

^Т _а ^{ 0,01 - час для мереж напругою 6-10 кВ, с}

^t_відкл ^{ t} _з ^{ t}_вв

(76)

де t _з  1 - час дії максимального струмового захисту, с;

t_вв  0,105 - час вимкнення мало масляних вимикачів, с

^t_відкл ^{ 1  0,105  1,105 с}

2

^В_к ^{ 8,6}

 (1,105  0,01)  84,5 кА ²  с

Визначимо мінімально-допустимий перетин кабелю з умови нагріву за фо-

_{рмулою:}

_Вк

S _min 

^С_т

(77)

де В_к - тепловий імпульс короткого замикання, кА

2._с;

^С_т ^{- коефіцієнт температури та матеріалу провідника: для кабелів}

С_т  98 , для шин С_т  95

2

_{84,5 10}⁶

^S _min

_{ 93,8 мм}

98

_{Перевіримо кабель за умовою термічної стійкості:}

^S _min

^{ S}_обр

лою

93,8  240

Приймаємо до установки обраний раніше кабель марки ААБ S1203

Визначимо мінімально-допустимий перетин шин з умови нагріву за форму-

2

_{84,5 10}⁶

^S _min

_{ 96,8 мм}

95

S=506

Перевіримо шину за умовою термічної стійкості:

96,8  240

Приймаємо обрану раніше односмужну алюмінієву шину перетином

Перевіримо шини на динамічну стійкість

Розрахуємо силу, що діє на шину при короткому замиканні за формулою:

_і ²

ф

F  3 10^{ 7}  К

^ус _{ l}

а

(78)

де К _ф  1 - коефіцієнт форми шин;

i_ус - ударний струм короткого замикання в системі, кА;

_{а  260, l  900 - розміри для шафів серії КРУ-ХІІ, мм}

2

_{F  3 10}^{ 7} _1 ^16,8

10⁶

_{ 900  169,2 Н}

260

Визначимо вигинаючий момент шин за формулою:

_{М } ^{F  l}

10

(79)

_{де F - сила, при короткому замиканні, Н;}

_{l  900}

- розмір для шафів серії КРУ-ХІІ, мм

_{М } ^{169,2 900} _{ 15228 Н  мм}

10

Визначаємо момент опору шин при розташуванні шин плазом і в одній

площині за формулою:

_{b h} ²

_{W  (80)}

⁶

де b  6 , h  50 - розміри шини, мм

₂

_{W } ^{6 50}

6

 2500 мм³

_{Визначимо розрахункову напругу у матеріалі шин за формулою:}

_М

^r _роз ^

^W

(81)

де М - вигинаючий момент шин, Н^.мм;

W - момент опору шин, мм³

₁₅₂₂₈

^r _роз ^

₂₅₀₀

 6,1 МПа

Перевіримо шини за допустимою напругою в матеріалі:

^r роз ^{ r} дод

6,1  75

_{Остаточно приймаємо однополосну алюмінієву шину перетином S=506 мм}

таблиця

Вибір та перевірку вимикача проводимо у табличній формі:

Умови ви- бору	Масляний вими- кач вводу		Трансформатор струму вводу
	Розрахун- кові дані	Каталожні дані	Розрахункові дані	Каталожні дані
Вибір по напрузі ^Uвст ^^^Uн	6	10	6	6
Вибір по робочому струму І роз  І н	328,9	400	328,9	400
Вибір по вимикаючій можливості ^Іп 0с ^^^Ін вимк	8,6	10
Перевірка на дина- мічну стійкість ^іус ^^^іпр скв	16,8	25,5	16,8	52
Перевірка на термі- чну стійкість В  І ^2 t ^к Т^Т	84,5	300	84,5	420,3

Вимикач типу ВММ-10А-400-10У2 задовольняє умовам вибору та перевірки та може бути прийнятий до встановлення

Далі вирішюється питання про встановлення реакторів

Для штучного збільшеня опору короткозамкнутого ланцюга використову-

ють струмообмежуючі реактори. Встановлення реакторів може бути продиктоване необхідністю використання в мережі електропостачання кабелів невеликого пере- тину. Максимально допустимий струм КЗ для кабелю певного перетину можна ви-

_{значити за формулою}

_{I S роз} ^ _Cт

п.о.доп

^_tотк

_{T а} ^

Якщо струм КЗ буде більше І_п.о.доп реактор вибирають по напрузі, струму,

по індуктивному опору [Л2] стор 383