Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции магистрального нефтепровода
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
еских условий. Обслуживающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать агрессивных газов и испарений, химических отложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.
.2 Выбор шин
В качестве сборных шин выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительно допустимый ток при одной полосе на фазу составляет Iдоп = 1150А. Условие выбора
; (4.1)
Проверим шины на электродинамическую стойкость к токам КЗ.
Шину, закрепленную на изоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.
Наибольшее напряжение в металле при изгибе:
, (4.2)
где М - изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Нм;- момент сопротивления, м3.
Изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки равен
(4.3)
где F-сила взаимодействия между проводниками при протекании по ним ударного тока КЗ, Н;
- расстояние между опорными изоляторами,
, (4.4)
где - расстояние между токоведущими шинами, = 0,2 м;
- коэффициент формы, =1,1.
Момент сопротивления
, (4.5)
где b,h - соответственно узкая и широкая стороны шины, м.
Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе
Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.
Следовательно выбранные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.
Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебаний шин
, (4.6)
где - пролет шины, =1,1 м;
- модуль упругости материала шин, для алюминия =7,21010 Н/м2;
- масса единицы длины шины, = 0,666 кг/м;
- момент инерции сечения шин относительно оси изгиба.
(4.7)
Т. к. , то явление резонанса не учитываем.
Проверим шины на термическую стойкость к токам КЗ.
Минимально допустимое сечение алюминиевых шин
, (4.8)
где - периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ;
- приведенное время КЗ.
, (4.9)
где - время действия апериодической составляющей времени КЗ;
- время действия периодической составляющей времени КЗ.
Для времени отключения КЗ и ? = 1:
Выбранные шины удовлетворяют условиям термической стойкости, т.к.
, (4.10)
или .
Выбор изоляторов
Выберем опорные изоляторы ИО-10-3,75 II У3 предназначены для изоляции и крепления токоведущих частей в электрических аппаратах и распределительных устройствах номинальным напряжением сети до 10 кВ частотой до 60 Гц.
(4.11)
с - Fрас - расчетная сила, действующая на головку изолятора при КЗ
доп - допустимая нагрузка на головку изолятора
(4.12)
Fразр - Минимальная разрушающая сила
Отсюда следует, что выбранные изоляторы удовлетворяют условиям механической прочности при коротких замыканиях на сборных шинах 10кВ
Основным несущим элементом изоляторов является стеклопластиковая труба или стержень, защищенный от внешних атмосферных воздействий кремнийорганическим оребренным покрытием. Внутренняя поверхность трубы или стержня от пробоя защищена обрезиниванием.
.4 Выбор выключателей
Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному исполнению и проверяются по параметрам отключения, а также на термическую и электродинамическую стойкость. Выбор высоковольтных выключателей произведен на основе сравнения каталожных данных с соответствующими расчетными данными.
Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, номинальному току, конструктивному выполнению, месту установки и проверяются по параметрам отключения, а также на электродинамическую и термическую стойкость.
Для выключателей Q1, Q2: 100-SFMT-40SE:?=20 - номинальный ток отключения, кА;п=3 - номинальная продолжительность тока, с.
Расчет теплового импульса тока при КЗ
, (4.13)
где I -действующее значение периодической составляющей тока КЗ, кА;откл - время от начала КЗ до его отключения.
откл=tз+tвык, (4.14)
где tз - время действия релейной защиты, для МТЗ tз = 0,5-1с. Примем tз =1 с. вык=0,05 с. - полное время отключения выключателя, для выключателей 100-SFMT-40SE:а - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания, для данной точки КЗ:откл=1+0,05=1,05 с
Т.к. при расчёте токов КЗ в точке К-1 активное сопротивление не учитывается, то . Тогда тепловой импульс тока при КЗ для Q1, Q2
Интеграл Джоуля для Q1,Q2:
(4.15)
Все каталожные и расчётные данные выключателей, сведены в табл. 4.1.
Таблица 4.1
Место установки выключателяТип выключателяУсловия выбораРасчетные данные сетиКаталожные данные выключателяQ1-Q2100-SFMT40SE110кВ 133.6А 2,5 кА 6,6110кВ 1200А 20кА 1200Q3-Q9BB/TEL-10-20/1000-У210кВ 988А 10.65кА 222.410кВ 1000А 20кА 1200
4.5 Выбор разъединителей
Разъединители выбирают по конструктивному исполнению и месту установки (наружная или внутренняя), по номинальному току(Iном), по номинальному напряжению(Uном) и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость. Выбор разъединителей производим на основе сравнения расчетных и каталожных данных, для чего составим таблицу:
Таблица 4.2
Место установкиТип разъединителяУсловия выбораРасчетные данные сетиКаталожные данные разъединителяПитающая