Проверка токоведущих устройств на термическую и динамическую стойкость

Кабели и шины выбирают по номинальным параметрам (току и напряже­нию) и проверяют на термическую и динамическую стойкость при КЗ. По-

Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств

скольку процесс КЗ кратковременный, то можно считать, что все тепло, вы­деляемое в проводнике кабеля, идет на его нагрев. Температура нагрева кабе­ля определяется его удельным сопротивлением, теплоемкостью, рабочей тем­пературой. Температура нагрева кабеля в нормальном рабочем режиме

где /_оср — температура окружающей среды (почвы); С_доп — допустимая темпе­ратура при нормальном режиме, принимаемая равной 60 °С; /_доп — допусти­мый ток для выбранного сечения.

Максимально допустимые кратковременные превышения температуры при КЗ для силовых кабелей с бумажной пропитанной изоляцией принимаются: до 10 кВ с медными и алюминиевыми жилами — 200 °С; 20—35 кВ с медны­ми жилами — 175 °С.

Проверка сечения кабеля на термическую стойкость к токам КЗ проводит­ся по выражению

С

п '«Ун ₌ VfiL (Ю.27)

где В_к — тепловой импульс; С = А_кон — Л_нт — коэффициент, соответствую­щий разности выделенного тепла в проводнике после короткого замыкания и до него.

Для кабелей напряжением 6—10 кВ с бумажной изоляцией и медными жи­лами С= 141, с алюминиевыми жилами С= 85; для кабелей с поливинилхло-ридной или резиновой изоляцией с медными жилами С= 123, с алюминие­выми жилами С = 75.

Приведенное время /_п, соответствующее сумме приведенного времени для периодической и апериодической слагаемых тока, можно определять по кри­вым, связывающим действительное время отключения /_д =?_откл токоведущих частей и (3 = / 11_х — отношение начального сверхпереходного тока к уста­новившемуся току в месте КЗ. Учитывая особенности сетей электроснабже­ния 6УР—4УР, заключающиеся в возможности принять /" = f_x, (3 = 1 счита­ют 'д = 'откл-

При КЗ по токоведущим частям проходят токи переходного режима, вы­зывая сложные динамические усилия в шинных конструкциях и аппаратах электрических установок. Усилия, действующие на жесткие шины и изолято­ры, рассчитывают по наибольшему мгновенному значению тока трехфазного КЗ /. При этом определяют максимальное усилие FHa шинную конструкцию без учета механических колебаний, но с учетом расстояния / между изолято­рами шинной конструкции и расстояния между фазами а (рис. 10.2).

Наибольшее электродинамическое усилие на единицу длины, Н/см,

/=l,76/_y²|l0⁹,

10.7. Проверка на термическую и динамическую стойкость

где а — расстояние между проводами, см.

Изгибающий момент (при числе пролетов больше двух), Нем,

M=fl\

где / — расстояние между опорными изоляторами, см. Сила, действующая на опорный изолятор, Н,

F= 10//.

Допускаемые нагрузки на опорные изоляторы: типа ОА — 2250; типа ОБ - 4500 Н.

Напряжение, возникающее в металле, МПа:

а = 0,1 М/IV,

где W — момент сопротивления.

Для шин, установленных на ребро, момент, см³,

W = b²h/6,

где Ь, h — размеры шины (Ь — меньший размер). Для шин, установленных плашмя, момент, см³,

W= bh²/6.

Допускаемые напряжения, МПа: для меди МТ — 140, для алюминия AT — 70, для алюминия АТТ — 90, для стали — 160.

В многополосных шинах кроме усилия между фазами возникает усилие между полосами, расчет в этом случае усложняется.

Электродинамические усилия в токоведущих частях выключателей, разъе­динителей и других аппаратов сложны и трудно поддаются расчету, поэтому

T

Ж

Рис. 10.2. Расстояние между фазами (b, h — размеры шин)

Глава 10. Выбор аппаратов и токоведущих устройств

заводы-изготовители указывают допустимый через аппарат предельный сквоз­ной ток КЗ (амплитудное значение) /_Н0МДИ1|, который не должен быть меньше найденного в расчете ударного тока / при трехфазном КЗ.

Вопросы для самопроверки

1. Укажите принципы выбора аппаратов по номинальным параметрам с учетом технических условий энергосистем и требований потребителей.

2. Как влияют номинальные параметры, задаваемые заводами-изготовителями, и расчетные величины возможных режимов электрических сетей предприятия, включая режим КЗ, на выбор высоковольтных выключателей?

3. Нужна ли проверка аппаратов на термическую стойкость? Если да, то каких?

4. Как влияет проверка кабелей на термическую стойкость на выбор сечения к трансформаторам ЗУР и на сечения распределительных сетей 10 кВ?

5. Оцените величину и необходимость подпитки со стороны АД и СД при оп­ределении величины токов КЗ.

6. Выберите разъединители и выключатели нагрузки для нескольких ГПП, при­веденных на рис. 2.2, ограничивая КЗ трансформатором районной подстанции.

7. Сравните область и особенности выбора предохранителей в сетях выше 1 кВ с защитой, выполненной на коммутационных аппаратах.

8. Какое сопротивление реактора, установленного за трансформатором 63 МВА, следует принять, чтобы токи КЗ снизить до уровня токов КЗ за трансформатором 40 МВА?

9. Определите максимальное количество приборов, которые могут быть присо­единены к выбранному трансформатору тока.

10. Выберите трансформатор напряжения для одной из секций РУ
(см. рис. 2.3).

11. Проверьте токоведущие устройства на динамическую стойкость для рассто­
яний между шинами и между изоляторами, принятыми заводами-изготовителями
для стандартных ячеек КРУ.

11.1. Общая характеристика асинхронных и синхронных двигателей

Дата добавления: 2015-07-17