1. Выбор проводов сборных шин ру 220 кВ

Выбор сечения сборных шин производят по нагреву наиболее нагруженного участка. С целью выявления наиболее нагруженного участка произведем расчет перетоков мощности на участках сборных шин в четырех режимах: нормально–максимальном, нормально–минимальном, аварийно–максимальном и аварийно–минимальном. Предварительно произведем распределение присоединений (линий, блочных трансформаторов и АТС) к шинам, как это показано на рис.12.

Будем считать, что одна линия нагружена максимально во всех режимах мощностью Рmax = 180 МВт (см. табл.3, п.6,а). Остальные линии нагружены равномерно:

• в максимальном режиме мощностью

• в минимальном режиме

.

Соответствующие реактивные мощности определим с помощью коэффициента нагрузки (или ).

На рис.12,а показано распределение мощности по участкам сборных шин в нормально–максимальном режиме. Здесь мощности присоединений и участков представлены в виде дроби: в числителе – активная мощность, в знаменателе – реактивная мощность. Мощности, подтекающие от трансформаторов блока, взяты из раздела расчета перетоков мощности через трансформаторы связи. Из рис.12,а видно, что наиболее нагруженным участком является участок 2–3,

.

На рис.12,б показано распределение мощности по участкам сборных шин в нормально–минимальном режиме. Наиболее нагруженным участком является участок 7–8,

.

На рис.12,в показано распределение мощности по участкам сборных шин в аварийно–максимальном режиме. В качестве аварийного режима принято отключение блока G1–T1, т.к. в этом случае перетоки мощности через некоторые участи шин максимальны. Наиболее нагруженным участком является участок 6–7,

.

На рис.12,г показано распределение мощности по участкам сборных шин в аварийно–минимальном режиме (отключен блок G1–T1). Наиболее нагруженным участком является участок 6–7,

.

Исходя из мощности наиболее нагруженного участка (участок 6–7 в аварийно–максимальном режиме), определим ток на этом участке

.

Учитывая, что сборные шины будут расположены в РУ открытого типа выберем по справочнику [1, с.428-430табл.7.35] для каждой фазы шин два сталеалюминиевых провода 2  АС–700 с номинальным сечением 700 мм² и суммарным допустимым током

.

2. Проверка сборных шин ру 220 кВ

1. Проверка на термическую стойкость при КЗ

Проверка производится при трехфазном КЗ и заключается в сравнении температуры проводов в момент отключения КЗ и допустимой температурой [1, с.17] (для сталеалюминиевых проводов это 200 С).

Для вычисления предварительно определим начальную температуру проводов

,

где – температура воздуха (зададим = 30 С);

– нормированная температура воздуха (25);

– допустимая температура проводов в длительном режиме (70).

Зная и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников ( кривая 4 на рис.1.1 справочника [1, с.19] )определим начальное значение удельного теплового импульса . Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению

.

Здесь – сечение провода 2АС–700 по алюминию;

– расчетный тепловой импульс от протекания полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверки Q2).

Зная А_к , по той же кривой определим конечную температуру . Таким образом, провода сборных шин РУ 220 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.

2. Проверка проводов фаз сборных шин РУ 220 кВ на схлестывание.

Т.к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах более 20 кА [2, с.233-235], , то необходимо произвести проверку на схлестывание, которая выполняется при двухфозном КЗ.

Проверка производится в следующем порядке:

1) расчитываем усилие, действующее на погонный метр токопровода по формуле:

,

где D – расстояние между фазами (при U = 220 кВ, D = 4 м (см. прил.7));

2) определим вес погонного метра токопровода для расщепленных проводов

,

где – масса погонного метра провода АС–700 [1,с.430];

3) определим отношения:

где h = 2,5 м – максимальная стрела провеса провода в пролете;

t_эк – время действия релейной защиты;

4) по диаграмме 4.2 учебника [2, с.235] определяем отклонение провода при двухфазном КЗ от вертикального положения, для этого на горизонтальной оси из точки f/g = 0,306 проведем перпендикуляр до пересечения с кривой, на которой , затем проведем горизонталь до пересечения с осью ординат и найдем, что b/h = 0,1, тогда

,

допустимое отклонение провода

,

где d – допустимое расстояние в свете между соседними фазами в момент сближения ( в нашем случае – 0,95м),

D – расстояние между фазами (в нашем случае – 4м) ,

a – расстояние между проводами в фазе при расщеплении (в нашем случае a = 0,2 м, см.прил.6);

a_доп – допустимое расстояние между соседними фазами в момент их наибольшего сближения (в нашем случае a_доп = 0,95 м, см.прил.5).

Таким образом, .

3. Проверка проводов одной фазы сборных шин по электродинамическому взаимодействию.

Эта проверка производится, если провод каждой фазы расщеплен на несколько проводов, а ударный ток трехфазного КЗ . Проверка сводится к определению расстояния между дистанционными распорками, которые закрепляют провода в фазе. В нашем случае эта проверка необходима т.к. фазные провода сборных шин расщеплены на два, а

(табл.6).

Проверка производится в следующем порядке:

1. рассчитываем усилие на провод от взаимодействия с другими проводами в фазе

,

где n – число проводов в фазе (n = 2);

=21330 А – действующее значение переменной составляющей тока трехфазного КЗ на шинах;

а – расстояние между проводами в фазе;

2. определяем удельную нагрузку от собственного веса

,

где q – сечение одного провода в фазе, мм² ;

3. определяем удельную нагрузку от собственного веса

,

где m – масса погонного метра провода;

4. вычисляем расстояние между распорками для случая алюминиевых проводов

.

Принимаем расстояние между дистанционными распорками – 4 м.

4. Проверка по условиям коронного разряда

В нашем случае эта проверка не производится, т.к. сечение выбранных проводов сборных шин больше минимально допустимого по условию коронирования [1, табл.1.18, с.20]. В противном случае проверку можно произвести, используя методику, описанную в учебнике [2, с.236-238].