Для установки принимаем подвесные фарфоровые изоляторы, которые предназначены для крепления многопроволочных проводов к опорам воздушных линий и наружных РУ.
Различают подвесные изоляторы тарельчатые и стержневые. Для установки выбираем тарельчатые изоляторы, предназначенные для местностей, прилегающих к химическим, металлургическим заводам, где воздух содержит значительное количество пыли, серы и других веществ, которые образуют на поверхности изоляторов вредный осадок, снижающий их электрическую прочность.
Тарельчатые изоляторы способны выдерживать натяжение порядка 10 – 12 кН. Механическую прочность изоляторов характеризуют испытательной нагрузкой, которую изолятор должен выдерживать в течение 1 часа без повреждений.
Расчетную нагрузку на тарельчатые изоляторы принимают равной половине часовой испытательной.
Гирлянды подвесных изоляторов бывают поддерживающими (располагаются вертикально на промежуточных опорах) и натяжные (размещаются на анкерных опорах почти горизонтально).
Количество изоляторов в гирлянде зависит от номинального напряжения и требуемого уровня изоляции. Количество изоляторов в поддерживающих гирляндах нормируется [15].
Поддерживающие гирлянды воспринимают нагрузку от веса провода и от собственного веса.
Определяем коэффициент запаса прочности [15].
При работе ВЛ в нормальном режиме П ≥ 2.7, при среднегодовой температуре, при отсутствии гололеда и ветра – не менее 5.0.
2.7(P7 · lВЕС + σГ) ≤ P
2.7·(1.48·170.5 + 40) = 7893 Н
5 ·(0.599·170.5 + 40) =710,6 Н
где Р – электромеханическая нагрузка изолятора [15];
Р1,Р1 - единичная нагрузка соответствующей массы провода и от веса провода с гололедом (механический расчет ЛЭП);
|
|
lВЕС - весовой пролет (м); σГ - масса гирлянды для ВЛ-220 кВ (составляет 40 кГс/см).
Выбираем гирлянды типа ПФ-16Б. Гарантированная прочность 12000Н по 6 элементам в гирлянде.
Выбираем тип изоляторов натяжных гирлянд, воспринимающих нагрузку от тяжести провода и собственного веса.
Н,
где σГ – значение напряжения в проводе при гололёде.
Усилие, создаваемое весом провода при температуре воздуха –40 ˚С и ветре:
Н,
где σН – значение напряжения в проводе при низкой температуре и ветре.
P6, P1 - единичная нагрузка от собственной массы провода и от веса провода с гололедом (механический расчет ЛЭП);
l - весовой пролет (м);
БГ - масса гирлянды для ВЛ-220 кВ (40кгс/с)
Выбираем гирлянды изоляторов типа ПФ16-А с гарантированной прочностью 82000Н по 18 элементов в гирлянде.
РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Схема замещения для расчета токов короткого замыкания составляется по расчетной схеме сети.Расчет токов короткого замыкания производится в относительных единицах, для чего выбираются базовые величины или условия: мощность, напряжение, ток и сопротивление.
 |
Принимаем базисную мощность: SБ=100 МВА
В качестве базисного напряжения принимаем напряжение ступени короткого замыкания, в зависимости от которого вычисляется базисный ток:
1.UБ1 = 230 кВ
 |
2.
 |
U Б2 = 6,3 кВ
|
|
3.
 |
U Б3 = 0,4 кВ
 |
Расчетные выражения приведенных значений сопротивлений:
 |
1. Энергосистема:
где Iотк.ном = 20 кА – номинальный ток отключения выключателя.
2. Воздушная линия 220 кВ:
 |
где х0 = 0,35 Ом/км – удельное индуктивное сопротивление жилы кабеля на километр длины [11];
L1 = 20 км – длина линии.
3. Трансформатор ТДТН - 40 МВА:
 |
Где Uк = 22% - напряжение короткого замыкания;
 |
4. Кабельная линия 6 кВ на ввод КТП:
rкл = r0 × L2 × 
0,118 × 0,02 × 
= 0,37
где r0 =0,118 Ом/км – удельное активное сопротивление жилы кабеля на километр длины [11].
5. Трансформатор ТМ-100 кВА:
XT2= 
=4,5
где Sн.тр =0,1 МВА – номинальная мощность трансформатора КТП.
 |
Короткое замыкание в точке К-1:
 |
1. Результирующее сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл = 0,0125 + 0,013 = 0,0255
2.Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:
3.
 |
Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени t = ∞:
4.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-1 = 
∙ КУ ∙ I П.О.К-1= ∙ 1,8 ∙ 11,8 = 30 кА
где КУ =1,8 –ударный коэффициент для сетей выше 1000 В [8].
Короткое замыкание в точке К-2:
Результирующее сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл + Х* т1 = 0,0125 + 0,013 + 0,55 =0,68
При коротком замыкании в точке К-2 будет действовать суммарный ток – от энергосистемы и от электродвигателей. При близком коротком замыкании напряжение на выводах электродвигателя оказывается меньше их ЭДС, электродвигатели переходят в режим генератора, и подпитывают током место повреждения.
|
|
2.Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:
 |
От системы:
От асинхронного двигателя мощностью 315 кВт:
Кратность пускового тока: Кп = 5,5 [3]
Определяем сверхпереходное сопротивление:
Хd''=1 / КП = 1 / 5,5 = 0,18
Сверхпереходный ток, генерируемый асинхронным двигателем:
I"АД= 
кА
где Е" = 0,9 – сверхпереходная Э.Д.С., о.е. [8];
IАД = 38 А – номинальный ток двигателя;
Суммарный ток короткого замыкания:
I П.О.К-2 = I П.О.С.К-2 + I²АД = 13,53+0,19 = 13,85 кА
3.Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени t = ∞:
 |
От системы:
4.Ударный ток короткого замыкания:
От системы:
iУ. К-2 = 
∙ КУ ∙ I П.О.С.К-2 = 
∙ 1,8 ∙ 13,53 = 34,44 кА
От асинхронного двигателя мощностью 315 кВт:
iУ.АД = ∙ КУ ∙ I "АД = ∙ 1 ∙ 0,19 = 0,27 кА
Суммарный ударный ток короткого замыкания:
iУ.К-2 = iУ.. К-2 + iУ АД =34,44+0,27 = 34,71 кА.
Короткое замыкание в точке К-3:
1. Результирующее сопротивление:
Индуктивное сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл + Х* т1 + Х* кл =
= 0,0125+0,013+0,55+0,36=0,94
Активное сопротивление: r* РЕЗ = r* кл = 0,37
Результирующее полное сопротивление:
Z* РЕЗ = 
= 1,01
Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:
 |
4. Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени
 |
t = ∞:
5.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-3 = ∙ КУ ∙ I П.О.К-3= 
∙ 1,8 ∙ 9,1 = 23,2 кА
Короткое замыкание в точке К-4:
1. Результирующее сопротивление:
Индуктивное сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл + Х* т1 + Х* кл + Х* т2 =
=0,0125+0,013+0,55+0,36+4,5=5,44
Активное сопротивление: r* РЕЗ = 0,8
Результирующее полное сопротивление:
Z* РЕЗ = 
= 5,5
2.Начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания:
 |
3.Периодическая составляющая тока короткого замыкания в момент времени t = ∞:
 |
4.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-4 = ∙ КУ ∙ I П.О.К-4 = ∙ 1,2 ∙26,2 = 66,7 кА
КУ=1,2 –ударный коэффициент при К.З. за трансформатором [8].
Результаты расчетов токов трехфазного короткого замыкания заносим в сводную таблицу 3.15.
Таблица 3.15. Сводная таблица расчета токов короткого замыкания.