3.4 Выбор опн
При коммутации вакуумных выключателей с малым временем отключения, установленных в цепи нагруженных трансформаторов или при пуске двигателей могут возникнуть перенапряжения, опасные для изоляции оборудования.
В результате исследований, проведённых специалистами научно-исследовательского предприятия «Таврида-Электрик» было установлено, что коммутационные перенапряжения могут возникать лишь при определённом соотношении параметров сети и параметров выключателя.
Для предотвращения коммутационных и других перенапряжений необходимо установить специальные устройства для ограничения и устранения вредного влияния перенапряжений на изоляцию оборудования. В качестве таких устройств могут быть выбраны ограничители перенапряжений (ОПН). Они устанавливаются между фазой и землей, а также между различными фазами сети.
Их основные преимущества перед вентильными разрядниками следующие:
глубокий уровень ограничения;
стабильность характеристик;
надёжность в эксплуатации;
отсутствие необходимости в техническом обслуживании;
взрывобезопасность и сейсмостойкость;
возможность установки в подвесном и опорном исполнении;
малый вес и габариты.
ОПН без искровых промежутков изготавливаются на основе оксидо-цинковых варисторов. ОПН предназначены для защиты двигателей, трансформаторов, воздушных и кабельных линий от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Для защиты оборудования напряжением 10кВ выбираются ОПН Т/ТЕL 10/11,5.
Проверка по взрывобезопасности ОПН-10кВ:
,
(3.11)
11,5кА
8,16кА
Выбранные ОПН проходят по условию взрывобезопасности.
3.5 Проверка сечения шинопровода
Выбор токопроводов осуществляется по длительному допустимому току нагрева с проверкой на электродинамическую и термическую стойкость токопроводящих элементов.
В качестве токопроводящих жил токопровода 10 кВ будем использовать алюминиевые шины прямоугольного сечения 100 х 8 мм2.
Проверка шин на механическую прочность КЗ сводиться к поперечному расчету их на изгиб, причем шина рассматривается, как балка лежащая на опорах с одним закрепленным концом.
Расчётное механическое напряжение на изгиб рассчитывается по формуле:
,
(3.11)
где М – изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н.м;
W – момент сопротивления, м3.
,
(3.12)
где F – сила на пролёт длины между изоляторами, Н;
L = 1,5 м – расстояние между изоляторами, выбранное по справочным данным.
Для шин расположенных плашмя момент сопротивления определяется по формуле:
,
(3.13)
где b и h – соответственно узкая и широкая сторона сечения шины, м.
Силу на пролёт длины между изоляторами находят по формуле:
,
(3.14)
где kФ – коэффициент формы, для прямоугольных шин, kф = 1,1;
а – расстояние между шинами, по ПУЭ для ЗРУ 10 кВ а = 0,13 м.
Должно выполняться условие:
,
(3.15)
Для выбранных шин:
,
,
,
,
.
Шины прошли проверку по электродинамической стойкости.
Минимальное допустимое сечение шин по термической стойкости определяется по выражению:
,
(3.16)
где С – термический коэффициент, для алюминия С = 95A·√¯c/мм2
.
Выбранные шины удовлетворяют условиям термической стойкости, если их сечение больше минимально допустимого:
(3.17)
800 мм² ≥ 111,04 мм².
Шины прошли проверку по термической стойкости.