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 ру-110 кВ

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 S_ГПТном —номинальная мощность трансформатора, Sн.тр=10000 кВА;

U_н —номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, U_н =110 кВ;

К_пер—коэффициент перегрузки, К_пер =1,4.

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., кА²с;

C – функция, зависящая от перегрева. В данном случае принято C = 60.

Тепловой импульс к.з. определяется по формуле:

, (3.4)

где – постоянная времени отключения цепи; принято =0,05 с.

, (3.5)

где – собственное время отключения выключателя; =0,02 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 ввода в ру-10 кВ

Шины РУ-10 кВ выполняются такими же проводами, что и шины ОРУ-110 кВ. Их выбор и проверка осуществляются аналогично.

Максимальный длительный ток нагрузки в данном случае вычислен по формуле:

, (3.7)

Выбраны шины марки А-60×6 на допускаемый ток 870 А.

Тепловой импульс к.з. определен по формуле .(3.4).

Откуда, согласно выражению (3.3)

След-но, для выбранных шин все необходимые условия выполняются:

, т. е.

, т. е

Проверка токоведущих частей на электродинамическую стойкость.

Условие проверки:

G_расч ≤ G_доп .

G_доп=65 МП.

(3.8)

где i_y—значение ударного тока, кА²·c;

l —длина пролета (расстояние между двумя опорными изоляторами), м

а —расстояние между осями токоведущих частей, а=0,25-0,28м

М —момент изгибающий, Н·м

(3.9)

где W —момент сопротивления шины, см³

b —толщина шины, см,

h —ширина шины, см,

Ввод в РУ-10 кВ: А-60×6 (b = 0,6см; h = 6см)

_расч < _доп

29,3 МПа <65 МПа

3.1.3. Выбор шин ру-10 кВ

Шины РУ-10 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:

(3.10)

где К_нр-коэффициент неравномерного распределения тока по шинам, К_нр= 0,65-0,67

– мощность районной нагрузки.

Согласно условию (3.1) выбраны шины марки А-50×5, прямоугольного сечения с установкой плашмя 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 токоведущих частей на электродинамическую стойкость секция шин 10 кВ: А-50×5 (b = 0,5см; h = 5см).

_расч < _доп

60,3 МПа < 65 МПа

Условие электродинамической стойкости также выполняется: