5. Вибір і перевірка устаткування на стороні високої напруги підстанції

5.1. Вибір шин

У РУ 35 кВ і вище застосовуються гнучкі шини, виконані проводами марки АС, що мають малим питомим опір і хорошу механічну міцність.

Переріз ,мм² живлячої лінії вибирається по економічній щільності струму:

, (5.1)

де – робочий струм на стороні високої напруги підстанції, A;

–економічна щільність струму, визначувана матеріалом провідника, конструкцією мережі, числом годин використання максимального навантаження для алюмінієвих проводів:

при =1000-3000год.=1,3 A/мм²;

при =3000-5000год.=1,1 A/мм²;

при =5000-8760год.=1,0 A/мм².

Для =5479,5 год. приймаємо

=1,0

A/мм2.

Робочий струм визначається, А:

=136,25 (5.2)

де – максимальна потужність підстанції, МВА, з урахуванням компенсаційних пристроїв;

–напруга підстанції з високої сторони, кВ.

Розраховуємо переріз гнучкої шини, мм²:

=136,25

Одержаний перетин округляється до найближчого стандартного значення, але при цьому необхідно пам'ятати, що за умовами корони мінімальні перетини, що рекомендуються [5], такі: 70 мм2 при = 110 кВ; 120 мм2 при= 150 кВ; 240 мм2 при= 220 кВ.

Характеристики гнучкої шини вибрано з табл. А.4 і приведено в табл.5.1.

Вибраний переріз необхідно перевірити по нагріву в аварійному режимі, коли один з ланцюгів відключений:

, (5.3)

де– тривало допустимий струм для вибраного перетину лінії, A (з довідкової літератури);

–аварійний струм, A.

Таблиця 5.1 Характеристики повітряних ліній 110 кВ зі сталеалюмінієвими проводами

Марка проводу	Припустимий тривалий струмА	Активний опір при 20на 1 км, Ом,	Реактивний опір при на 1 км, Ом,	Ємнісна провідність на 1 км, См	Зарядна потужність на 1 км, , МВАр	Розрахункові перерізи, мм2,		Діаметр проводу, , мм 17,1
						алюмінію	сталі
АС-150/24	450	0,198	0,42	2,7	0,036	149 24,2

Аварійний струм визначається по формулі, А:

= 272,5 (5.4)

Вибраний переріз перевіряємо по нагріву в аварійному режимі, А:

,

272,5<450

.

Вибраний провід по нагріву задовольняє аварійному режиму.

Вибраний переріз перевіряємо на термічну дію струмів КЗ, мм²:

=116,5 (5.5)

116,5≤149

Вибраний провід задовольняє по термічній дії струмів КЗ.

Якщо умова 5.3 та 5.4 не виконуються, слід збільшити переріз проводу.

Багатожильні проводи і трубчасті шини напругою 35 кВ і вище, що вибрані по економічній щільності струму і перевірені по нагріву в аварійному режимі, додатково повинні бути перевірені на коронування, оскільки на підстанції відстань між дротами значно менше, ніж на лінії.

Розряд у вигляді корони виникає при максимальному значенні початкової критичної напруженості електричного поля, кВ/см:

, (5.6)

де – коефіцієнт, що враховує шорсткість поверхні дроту (для багатожильних проводів = 0,82 );

–радіус дроту, =17,1 мм = 1,71 см.

Визначаємо початкову критичну напруженість електричного поля , кВ/см:

= 24,84*1,325=32,9

Напруженість електричного поля E біля поверхні нерозщепленого дроту визначається по виразу:

= 37,95/1,84=20,63 (5.7)

де – лінійна напруга, кВ;

–середнє геометричне відстань між проводами фаз, см; при горизонтальному розташуванні фаз (- найменша відстань в світлі між сусідніми фазами на (визначаємо по табл. А.5) відкритих розподільчих пристроїв (ВРП) підстанцій|, захищених розрядниками, і ВРП|, захищених обмежувачами перенапружень відстань,

=1000мм=100см

lg(2*100*1,26*10)/17,1=lg(147,36)=2,16

Визначаємо напруженість електричного поля E біля поверхні нерозщепленого проводу, кВ/см,

При горизонтальному розташуванні проводів напруженість на середньому проводі приблизно на 7% більше величини, визначеної (5.6). Провід не буде коронирувати, якщо найбільша напруженість поля у поверхні будь-якого проводу не більше 0,9E_0кр, тобто повинна виконуватися умова:

. (5.8)

Emax=1,07*20,63<0,9*32,9=22,07<29,61

Якщо умова (5.7) не виконується, то слід збільшити відстань між фазами або радіус проводу.

По умовам корони вибраний провід (табл. 5.1) задовольняє.