Проектирование электрических сетей (стр. 10 из 19)
Подсчет мощности произведем отдельно по активной и реактивной составляющим. При этом учтем, что cosφ обмоток приборов, кроме счетчиков, равен единице. У счетчиков активной и реактивной энергии cosφ = 0,38, a sinφ = 0,925.
Используя учебник [4, с.635] и справочник [2, с.387], составим табл.2.10. для подсчета мощности.
Полная суммарная потребляемая мощность по (2.20):S2Σ = P2Σ2 + Q2Σ2 = 98,842 +16,652 = 127,12 В·А.
Примем к установке три однофазных трехобмоточных трансформатора напряжения типа ЗНОМ-10-83У2 [2, с.336] с номинальной мощностью в классе 0,5 S2н = 75 В·А, соединенные в группу
3S2н = 225В·А > S2Σ = 127,12 В·А,
т.е. условие проверки по классу точности выполняется.
Выбираем контрольный кабель для связи ТН до релейного щита (длина кабеля 150 м) и от ввода основного кабеля на релейном щите до измерительных приборов, установленных на ЦЩУ (длина кабеля 120 м).
Ток нагрузки для вторичных цепей основных обмоток ТН по (2.23):
Iн = 3 · 127,12/ 100 = 2,19 А;Таблица 2.10 – Вторичная нагрузка трансформаторов напряжения
| № | Место установки и перечень приборов | Число присоединений | Тип прибора | Sном обм, В·А | Число обмоток | cosφ | sinφ | Ощее число приборов | Р , Вт | Q , Вар |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1 | Тупиковые ЛЭП: - ваттметр - варметр - ФИП - счетчик активной энергии - счетчик реактивной энергии | 6 | Д-335 Д-335 СА4-И681 СР4-И676 | 1,5 1,5 3 2 3 | 2 2 1 2 2 | 1 1 1 0,38 0,38 | 0 0 0 0,92 0,92 | 6 6 6 6 6 | 21 21 21 10,64 15,96 | – – – 25,76 38,64 |
| 2 | - вольтметр регистрирующий - ваттметр регистрирующий | 1 | Н-393 Н-395 | 10 10 | 1 1 | 1 1 | 0 0 | 1 1 | 10 10 | – – |
| 3 | Итого: | 109,6 | 64,4 |
Допустимое наибольшее сопротивление фазного провода по (2.21):
rnpmax = 0,5 / ( 3 · 2,19 ) = 0,132 Ом.Принимая сопротивление одной жилы кабеля в фазе rnp≤ 0,083 Ом идля Alγ = 34,5 м/(Ом·мм2) определяем сечение жилы кабеля по (2.25):
q = 150 / ( 34,5·0,083 ) = 17,46 мм2
Выбираем кабель 3 х60 + 1 х 20 мм2.
Действительное сопротивление его жил:
rnp = 50 / ( 34,5·60 ) = 0,024 Ом,
rо.np= 50 / ( 34,5·20 ) = 0,072 Ом.
ΔU = 3·I·rnp= 3·2,19·0,024 = 0,091 B <ΔUдоп = 0,5 В,значит сечение выбрано верно.
2.5 Выбор токоведущих частей
2.5.1 Выбор гибких шин для ОРУ 110 кВ
Выбор сечения гибких шин производят по экономической плотности тока:
qэк = Iраб / jэк , (2.27)
где Iраб - длительный рабочий ток нормального режима (без перегрузок),A;
j эк - нормированная экономическая плотность тока, А/мм2(табл.4.1 [4]).
Как видно из результатов расчёта максимального режима, через шины ОРУ 110 кВ будет протекать ток Iраб = 390 А (см. приложение В).
qэк = 362 / 1 = 362 мм2.
Учитывая, что гибкие шины будут расположены в РУ открытого типа выберем по справочнику [2, с.428-430. табл.7.35] для каждой фазы шин сталеалюминиевые провода АС-400 с номинальным сечением 400 мм2, наружным диаметром d=27,8мм, допустимым током Iдоп=835А.
Осуществим проверку проводов.
Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется из условия нагрева:
Iраб. макс ≤ Iдл.доп,(2.28)
где Iрабмакс берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение В).
Iраб. макс = 501 A ≤ Iдл.доп = 835 A.
Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится при трехфазном КЗ и заключается в сравнении температуры проводов в момент отключения КЗ θок и допустимой температурой θодоп [2, с. 17] (для сталеалюминиевых проводов это 200° С).
Для вычисления θок предварительно определим начальную температуру проводов:
θон = θоср + ( θодл.доп – θоср.н )·(Iнаиб / Iдоп)2 , (2.29)
θон = 30° + ( 70° - 25°)·(501 / 835)2 = 46,2°С
где θоср - температура воздуха (зададим θ0ср = 30°С);
θоср.н - нормированная температура воздуха (25°);
θодл.доп- допустимая температура проводов в длительном режиме (70°).
Зная θон и материал провода по кривым для определения температуры нагрева проводников (кривая 4 на рис.1.1 справочника [2, с.19]) определим начальное значение удельного теплового импульса Ан = 0,4·104 А2/мм4 .
Конечное значение удельного теплового импульса определим по выражению:
Ак = Ак + Вк расч / q2 (2.30)
Ак = 0,4·104 + 4,102·106 / 3942 = 0,41·104A·c/ мм4
Здесь q = 394 мм2 - сечение провода АС-400 по алюминию;
Вк расч = 4,102 кА2·с - расчетный тепловой импульс от протекания
полного тока трехфазного КЗ на шинах (рассчитывался при проверке Q).
Зная Ак, по той же кривой определим конечную температуру
Qк = 48° < 200° = Qодоп. Таким образом, провода шин ОРУ 110 кВ удовлетворяют условию проверки по термической стойкости.
Проверка проводов фаз шин ОРУ 110 кВ на схлестывание. T. к. в нашем примере ток трехфазного КЗ на шинах менее 20 кА [4, с.233-235], I'' = 4,764 кА, то проверка на схлестывание не производится.
Проверка проводов одной фазы сборных шин по электротермическому взаимодействию. Эта проверка производится, если провод каждой фазы расщеплен на несколько проводов, а ударный ток трехфазного КЗ i(3)у≥50кА. Проверка сводится к определению расстояния между дистанционными распорками, которые закрепляют провода в фазе. В нашем случае эта проверка не нужна, т.к. фазные провода сборных шин не Расщеплены.
Проверка по условиям коронного разряда. В нашем случае эта проверка не производится, т.к. сечение выбранных проводов шин ОРУ 110 кВ больше минимально допустимого по условию коронирования [2, табл.1.18, с.20]. В противном случае проверку можно произвести, используя методику, описанную в учебнике [4, с.236-238].
2.5.2 Выбор ошиновки линии
Выбор сечения производится по экономической плотности qэк, по формуле (2.27):
qэк = 362 / 1 = 362 мм2.
Выбираем для ошиновки сталеалюминиевый провод АС-400 с номинальным сечением 400 мм2, наружным диаметром d=27,8 мм, допустимым током Iдл.доп = 835 А.
Осуществим проверку проводов.
Проверка провода по длительно допустимому току. Осуществляется по (2.28):
Iраб. макс = 501 A ≤ Iдл.доп = 835 A.
где Iраб. макс берем из результатов послеаварийного расчёта (см. приложение Д).
Так как при проверке ошиновки линии и гибких шин ОРУ 110 кВ Iраб. макс одинаковы, и выбранные провода тоже одинаковые, то выбранный Для ошиновки провод заведомо проходит проверку на термическую стойкость, схлестывание и коронирование.
2.5.3 Выбор жёстких шин для ЗРУ 10 кВ
Выбор сечения жёстких шин производят по допустимому току по (2.28).
Принимаем алюминиевые однополосные шины 60x6 мм, с шириной полосы h=60мм, и толщиной шины b=6мм, сечением 360 мм2.
Iраб. макс = 808 A ≤ Iдл.доп = 870 A.
где Iраб. макс = Iр.ф. = 0,808 A.
Осуществим проверку шин.
Проверка на термическую стойкость при КЗ. Проверка производится по сравнению выбранного сечения, с минимально допустимым сечением для термической стойкости.