Проектирование электрической подстанции
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
По условиям отсутствия коронирования (при напряжениях 35 кВ и выше).
.9E0 1.07E
Для сборных шин подстанции:
Ip.max =
где kпр = 1,3 - коэффициент развития потребителей;
kрн1 - коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного напряжения, равный 0,6 - 0,8. пс = n*Sтр = 2* 25000 = 50000 кВА - максимальная полная мощность всей подстанции с двумя трансформаторами 25 МВА
Ip.max = = 228,43 А.
Выбираем бдижайший допустимый длительный ток Iдоп = 265 А АС50
q - выбранное сечение, мм2 min - минимальное сечение токоведущей части по условию термической стойкости, мм2
qmin = /88 = 20,45 mm2 (для АС С = 88)
ближайшее стандартное большее сечении АС35 А50
Максимальное значение начальной критической напряженности электрического поля, при котором возникает разряд в виде короны, кВт/см
Е0 = 30,3m(1 + 0.299/ )
m - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроводного провода АС он равен 0,82); - радиус провода (для АС50 r = 4,8 мм = 0,48 см)
Е0 = 30,3*0,82(1 + 0,299/) = 35,92 кВт/см.
Напряженность электрического поля около поверхности провода
Е =
- среднее геометрическое расстояние между проводами фаз, см. При горизонтальном расположении фаз = 1,26D. Здесь D - расстояние между соседними фазами, см. для сборных гибких шин приняты расстояния между проводами разных фаз - 1,5; 3,0 и 4,0 м для напряжений 35; 110 и 220 кВ соответственно.
= 1,26D = 1,26*3,0 = 3,78 м = 378 см.
Е = = 28,01 кВ/см
Таким образом,
,9 Е0 = 0,9* 35,92 = 32,328 кВ/см
,07Е = 1,07* 28,01 = 29,971 кВ/см и условие выполняется
Окончательно выбираем АС50/8.
Выбор сборных жестких шин на стороне 10 кВ.
В закрытых РУ сборные шины выполняют жесткими алюминиевыми шинами.
Таблица 6
Характеристика условий выбора жестких шинФормула.По длительно допустимому токуIдоп Ip.maxПо термической стойкостиq qmin = /CПо электродинамической стойкости.?доп ?расч
Выбор и проверка на термическую стойкость жестких шин определяется аналогично гибким шинам. Следует учесть, что при расположении шин прямоугольного сечения плашмя значения допустимых токов приведенные в справочниках должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и 8% с шириной полос больше 60 мм.
Ip.max = = 2501,851 А.
Подходят алюминиевые прямоугольные шины, расположенные плашмя при числе полос на фазу = 3: 100 х 8 мм = 0.1 x 0.008 m
I доп = 0,92*3050 = 2806 А.= 800 mm2
qmin = /88 = 67,184 mm2 - условие выполняется.
Электродинамическая стойкость шин, укрепленных на опорных изоляторах, проверяется по механическому напряжению, возникающему в них при КЗ:
?расч = 1,76 10-6 МПа
где l = 1м - расстояние между соседними опроными изоляторами, м;
а = 0,75 м - расстояние между осями шин соседних фаз, м; у - ударный ток трехфазного КЗ;
W - момент сопротивленияшины относительно оси, перпендикулярно действию усилия, при расположении плашмя
W = b2h/6 = 0.0082*0.1/6 = 1.066*10-6 m2
?расч = 1,76 * = 81,8 МПа
выбираем шины из алюминиевого сплава типа АД31Т1 100 х 8 мм ?доп = 90,0 МПа, Iдоп = 2,806 кА.
Выбор силовых кабелей и воздушных линий потребителей (длина по условию - 8 км - кабелей и 20 км - ВЛ).
В зависимости от места прокладки, свойств среды, механических усилий, воздействующих на кабель, рекомендуются различные марки кабеля.
Выбор произведём по таблице
Таблица 7
Характеристика условий выбора силовых кабелейФормула. По конструкции, в зависимости от места прокладки, свойств среды и механических усилийПо номинальному напряжениюUH Up = 10 kBПо экономической плотности тока для U 35 kBq qэ = Ip max/jэ, По длительному допустимому токуIH Ip.maxПо термической стойкостиq qmin = /CПо потере напряжения до потребителя?Uдоп ?U (около 5%)
Для кабелей и ВЛ потребителей:
Ip.max = = = 1010,393 А
Пусть от РУ отходит 4 кабельных линии, проложенных в земле и 3 ВЛ, тогда Ip.max = 1010,393/7 = 144,342 А для каждой линии.
Предварительный выбор:
кабели с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочкой q = 70 мм2 (Iдоп = 165 А)
ВЛ - АС35/6,2 (Iдоп = 175 А)
qmin = /88 = 16.747 mm2 - условие выполняется.
По экономической плотности тока эти линии не проверяются U = 10 kB
Определим потери в линиях
?U = (r0Cos ? + x0 Sin ?) L*Ip.max
r0 - удельное активное сопротивление линии; 0 - удельное реактивное сопротивление линии;
кабели: r0 = 0,48Ом/км x0 = 0,06 Ом/км
ВЛ: r0 = 0,79 Ом/км ; x0 = 0,26 Ом/км
Кабели: ?U = ?(0,48*0.85+ 0,06*0.5268) *8 * 1010.393 = 0.3553% 5%
ВЛ: ?U = ?(0,79*0.85+ 0,26*0.5268) *20*1010.393 = 1.6337% 5%
Окончательный выбор:
Кабель: ААГ 4 х 70 мм2
ВЛ: АС35/6,2 мм2
.3 Выбор изоляторов
Выбор подвесных изоляторов.
Гибкие шины открытых РУ ВН подстанций обычно крепят на гирляндах подвесных изоляторов. Количество подвесных изоляторов в гирлянде в зависимости от их типов и напряжения определяется в результате расчетов:
Таблица 8.
Характеристика условий выбора подвесных изоляторовФормула. Значение. По конструкции, в зависимости от места установки и типа изоляторов Тип ПС70 Тип ПФ70Число в гирлянде 9 8По номинальному напряжениюUH Up = 110 kB110По длительному допустимому токуIH Ip.max=228,3 А-
Выбор опорных изоляторов.
Жесткие шины РУ НН крепят на опорных изоляторах.
Таблица 9.
Характеристика усло