Проектирование тяговой подстанции
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
рева проводников от величины , являющейся функцией удельной теплоемкости материала проводника, его удельного сопротивления и температуры нагрева.
Для определения необходимо найти величину исходя из соотношения:
(3.11)
где - площадь поперечного сечения проводника, а для сталеалюминиевых проводов - площадь поперечного сечения алюминиевой части провода, мм2 ;
?тепловой импульс тока короткого замыкания,А2 с.
Интеграл Джоуля определяется по нижеследующей формуле:
(3.12)
где - периодическая составляющая тока КЗ в рассматриваемой точке схемы, А;
- время отключения защиты, с;
- электромагнитная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
Электромагнитная постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, принимается равной следующему значению .
Время отключения защиты находиться следующим образом:
(3.13)
где - время отключения защиты, с;
-время срабатывания релейной защиты, принимаемое согласно руководящим указаниям равное 0,1с;
-время отключения выключателя выбираемое для каждого класса напряжения.
Время отключения выключателя выбираемое для каждого класса напряжения равно: для 220 кВ (с); для 27,5 кВ (с); для 10 кВ (с).
По формуле (3.13) определяется время отключения защиты для на шинах РУ 220, 27,5 и 10 кВ соответственно:
(с);
(с);
(с);
По формуле (3.12) определим интеграл Джоуля:
(А2 с);
(А2 с).
(А2 с);
По формуле (3.11) определяется, величина принимая что а площадь поперечного сечения алюминиевой части провода для гибких шин изготовленных из провода марки АС равна 95мм2 и 400 мм2 для шин находящихся под напряжением 220 и 27,5 кВ соответственно, и 120 мм2 для жестких шин.
;
;
Используя величину определяется температура нагрева проводников к моменту отключения КЗ: 0С; 0С; 0С.
Соответствующие допустимые температуры нагрева проводников к моменту отключения КЗ: 0С; 0С; 0С.
Используя условие (3.10) сравниваются полученные значения температур для шин марок АС-95, АС-400 и А-304соответственно:
;
;
.
В каждом случае температура нагрева проводников к моменту отключения КЗ меньше допустимой, что означает выбранные шины проходят проверку на термическую прочность.
Проверка условию отсутствия коронирования.
Проверка условию отсутствия коронирования выполняется при напряжении 35кВ и выше.
,(3.14)
где - максимальное значение начальной напряженности поля, кВ/см;
- напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода, кВ/см.
Напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода находиться по нижеследующей формуле:
,(3.15)
где -расстояние между проводами фаз, см;
- радиус провода, см.
,(3.16)
где -коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода, .
;
(см).
где - площадь поперечного сечения проводника, см2.
По формуле (3.15) определяется напряженность электрического поля около поверхности нерасщепленного провода:
(кВ/см);
( кВ/см);
Выбор и проверка опорных изоляторов.
В конструкциях ЗРУ - 10 кВ используются опорные и проходные изоляторы. Опорные изоляторы служат для крепления и изоляции жестких шин ЗРУ. Опорные изоляторы выбираются по номинальному напряжению электроустановки:
,(3.17)
где - номинальное напряжение изолятора;
- напряжение электроустановки в месте установки изолятора.
По условию (3.17) подходит изолятор ИОР-10-20УХЛ2 и дальнейшая поверка ведется для него.
Проверка изолятора выполняется по условию:
, (3.18)
где - соответственно фактическая и допустимая нагрузка на изолятор, Н.
Величина допустимой нагрузки определяется с коэффициентом запаса 60 % от разрушающей нагрузки на изгиб изолятора, выбирается в зависимости от выбранного типа исполнения:
,(3.19)
Максимальная фактическая нагрузка на изолятор определяется:
,(3.20)
где iу - величина ударного тока;расп - коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников, Kрасп = 1 при расположении их в одной плоскости;
- коэффициент, зависящий от расчетной схемы, для защемленной шины на жестких опорах ;
а - расстояние между осями проводников , должно превышать допустимое изоляционное расстояние для данного рабочего напряжения по условиям пробоя (для );
- длина пролета между изоляторами (для РУ - 10 кВ м);ф - коэффициент формы, определяемый для шин прямоугольной сечения в зависимости от их размеров и величины а;
- динамический коэффициент, определяемый в зависимости от частоты собственных колебаний шины (, fс=50 Гц).
,(3.21)
где r1 - коэффициент, зависящий от взаимного расположения шин ( для защемленной шины на жестких опорах r1 = 4,73);
Е - модуль упругости ( для шин из алюминия и его сплавов Па);- момент инерции, зависящий от формы и расположения шин. Для горизонтальных шин прямоугольного сечения , м4 , где b и h соответственно короткая и длинная сторона сечения шины);- масса одного погонного метра шины, определяемая по справочной литературе (m=0,203 кг/м).
Ударный ток определяется:
,(3.22)
где - ударный коэффициент (для РУ-10;=1,9-1,92).
Рассчитываем ударный ток по формуле (3.2.13):
(кА);
(м4);
(Гц), следовательно .
(Н);
(Н);
.
Выбор и проверка проходных изоляторов
Проходные изоляторы применяются на по