7.2 Выбор измерительных трансформаторов напряжения

Трансформатор напряжения предназначен для преобразования напряжения до величины удобной для измерения, а также для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокого напряжения.

По [1] для генератора принимаем трансформаторы напряжения встроенные в комплектный экранированный токопровод. Произведем выбор трансформаторов напряжения ЗНОМ-20-63У2 20 с номинальной мощностью 375 ВА, установленных в цепи генератора, в классе точности 0,5 по допустимой нагрузке, схема соединения 1/1/1-0-0. Вторичная нагрузка представлена в таблице 9.

Таблица 9 – Вторичная нагрузка трансформатора напряжения

Наименование прибора	Тип		Число обмоток			Число приборов	Общая мощность
Ваттметр	Д-335	1,5	2	1,00	0,00	1	3	-
Варметр	Д-304	2	2	1,00	0,00	1	4	-
Вольтметр	Э-335	2	1	1,00	0,00	3	6	-
Счетчик активной энергии	САЗ-И674	1,5	2	0,38	0,92	1	3	7,26
Регистрирующий вольтметр	Н-394	10	1	1	0	1	10	-
Регистрирующий ваттметр	Н-395	10	2	1	0	1	20	-
Датчик активной мощности	Е-829	10	2	1	1	1	20	0
Датчик реактивной мощности	Е-830	10	2	1	1	1	20	0
Итого	-	-	-	-	-	-	86	7,26

Определим суммарную вторичную нагрузку трансформатора напряжения по формуле

; (39)

.

Трансформатор напряжения ЗНОМ-20-63У3 имеет номинальную мощность фазы 3х75=150 ВА в классе точности 0,5.

8 ВЫБОР СБОРНЫХ ШИН

8.1 Выбор шин ОРУ-220 кВ

На ОРУ 220 кВ токоведущие части выполняются гибкими стале-алюминиевых проводами.

По условиям коронирования минимально допустимые диаметры проводов по [1, т. 1.18] для напряжения 220 кВ d_min=21,6 мм (АС-240/39). Ток по которому будем принимать провод принимаем из выражения рассчитанного в пункте 6 для ОРУ 220 кВ по (6.1), который равен А. Принимаем провод марки АС-500/27 по [2, т.7.35] с диаметром провода d_о=29,4 мм I_доп=960 А.

Для выбранного провода проведем проверку сечения на нагрев по условию

; (40)

926,23 А 960А.

Проверка на термическое действие тока КЗ не проводится, так как шины выполнены голыми проводами на открытом воздухе.

Выбранный провод проверим на корону по условию

, (41)

где Е – напряженность электрического поля около поверхности провода, кВ/см;

Е_о – максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля.

Напряженность электрического поля около поверхности провода определяется следующим выражением

, (42)

где Д_ср=1.26*Д – среднее геометрическое расстояние между проводами фаз при их горизонтальном расположении, м;

r₀ –радиус проводов.

кВ/см.

Максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля находится по выражению

, (43)

где m – коэффициент шероховатости, для многопроволочных равен

m=0.82, для однопроволочных m=1.

кВ/см.

По условию (41) имеем

1,07·20,89=22,35 кВ/см 30,97 · 0,9=27,87 кВ/см.

Выбранный провод по условию короны проходит.

Так как суммарный ток короткого замыкания, I_по⁽³⁾=23,621кА >I_по=20 кА, то согласно ПУЭ производим проверку проводов на электродинамическое действие (схлестывание).

Проверку проводим по условию

, (44)

где b – отклонение провода;

b_доп – допустимое отклонение провода.

, (45)

где D – расстояние между фазами, D=4 м;

d – диаметр токопровода, м;

а_доп – наименьшее допустимое расстояние в свету между соседними фазами в момент их наибольшего сближения, для ОРУ – 220 кВ, а_доп=0.95 м.

м.

Определим усилие от длительного протекания тока по формуле

; (46)

Н/м.

Определим силу тяжести 1 м токопровода

, (47)

где m – масса 1 м токопровода, m=1,54 кг [1, т.7.35, с.429];

1.6 – масса колец, кг.

g=9.8*(2*1,54+1,6)=45,86 Н/м.

Эквивалентное время действия быстродействующей защиты

, (48)

где t_з – действительная выдержка времени защиты от токов КЗ.

с.

Определяем отношение которое равно .

По диаграмме согласно [2, рисунок 4.9, с.235] в зависимости от f/g=27,89/45,86=0,608 и определяем b/h=0,2 отсюда отклонение провода b=0,2*2,5=0,5м.

По условию (45)

.

Выбранный провод удовлетворяет всем условиям.

8.2 Выбор шин собственных нужд 6 кВ

Производим выбор жёстких шин в цепи трансформаторов собственных нужд. Определим максимальный рабочий ток в цепи трансформаторов собственных нужд со стороны низкого напряжения по выражению

; (49)

.

Допустимая нагрузка трансформатора на 40%

А.

По току ориентировочно принимаем однополосные шины сечением (100х10) мм², допустимый ток для шин равен А.

Выбранные шины проверим на нагрев по условию (40)

.

Проверим выбранные шины на термическую стойкость

, (50)

где В_к – импульс квадратичного тока кА²с;

С_т – функция принимаем 91 Ас^1/2/мм² по [1, т. 3.14, с. 192].

Определим тепловой импульс по выражению (29)

;

мм² мм².

Проверим шины на механическую прочность по условию

. (51)

Расчетное механическое напряжение

, (52)

где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия.

-длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции;

f – удельное усилие при КЗ, Н/м.

Определим удельное усилие при КЗ по выражению

, (53)

где - ударный ток от системы и от двигателя, А.

- расстояние между фазами, м;

Н/м.

Длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции для однополосных шин определяется по выражению

; (54)

.

Принимаем длину пролета .

Момент сопротивления шины относительно оси, расположение шин плашмя

; (55)

.

По (52) определим расчетное механическое напряжение

МПа.

По (51) имеем

10,22 МПа МПа.

Выбранные шины проходят по механической прочности.

Для крепления шин произведем выбор опорных изоляторов. По [1, т.5.7] принимаем к установке опорный изолятор ИО-6-3,75IУ3. r_разр=3,75кН=3750 Н, высота Н_из=100 мм.

Так как шины расположены плашмя, коэффициент К_h=1.

Определим силу действующую на головку изолятора по выражению

; (56)

Н.

Определим допустимую силу, действующую на головку изолятора по выражению

; (57)

Н.

Проверку производим по допустимой нагрузке, согласно условия

; (58)

.

Изоляторы проходят по механической стойкости.

9 ВЫБОР СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

9.1 Выбор схемы распределительного устройства 500 кВ

На ОРУ 500 кВ принимаем схему «3/2». Эта схема применяется в распределительных устройствах 330-750 кВ. Каждое присоединение включено через два выключателя. В нормальном режиме все выключатели включены, обе системы шин находятся под напряжением. Для ревизии любого выключателя отключают его и разъединители, установленные по обе стороны выключателя. Количество операций для вывода в ревизию – минимальное, разъединители служат только для отделения выключателя при ремонте, никаких оперативных переключений ими не производят.

Достоинством схемы является то, что при ревизии любого выключателя все присоединения остаются в работе. Другим достоинством этой схемы является высокая надежность, так как все цепи остаются в работе даже при повреждении на сборных шинах.

Схема позволяет в рабочем режиме без операций разъединителями производить опробование выключателей.

Недостатками схемы являются: отключение КЗ на линии двумя выключателями, что увеличивает общее количество ревизий выключателей; удорожание конструкции РУ при нечетном числе присоединений, так как одна цепь должна присоединяться через два выключателя; снижение надежности схемы, если количество линий не соответствует числу трансформаторов; увеличение количества выключателей в схеме.

Приведем схему ОРУ 500 кВ на рисунке 18.

Рисунок 18 – Схема ОРУ 500 кВ