Проверка на резонанс
Жесткая шинная конструкция представляют собой колебательную систему, на которую воздействуют электродинамические силы, создаваемые протекающими токами. При совпадении собственной частоты колебаний системы с частотой изменения тока возникает механический резонанс. Условий для возникновения резонанса не будет, если собственная частота колебаний конструкции находится за пределами диапазона 30 – 200 Гц. В большинстве типовых конструкций шин эти условия соблюдаются, и проверка на резонанс не требуется.
В отдельных случаях производится специальный расчет с определением частоты собственных колебаний конструкции шин, зависящей от сечения шин, длины пролета между изоляторами, момента инерции поперечного сечения шины относительно оси, перпендикулярной направлению изгибающей силы. Изменяя эти параметры, добиваются исключения механического резонанса. Методика расчета приведена в [2].
Проверка шин на механическую прочность
Под воздействием протекающего тока жесткая шинная конструкция испытывает усилия от изгибающего момента. При КЗ эти усилия могут вызвать повреждение, как самих шин, так и крепящих их изоляторов. Наибольшие усилия возникают при трехфазных КЗ.
Для шин прямоугольного, профильного, круглого или трубчатого сечения, расположенных в одной плоскости, порядок проверки на механическую прочность следующий:
а) определяется максимальное усилие,возникающее при трехфазном коротком замыкании, Н,
где а – расстояние между соседними фазами, м, определяемое ПУЭ (табл.12); l - расстояние между соседними изоляторами одной фазы (пролет шины), м, принимаемый для ЗРУ 6-10 кВ в пределах от 2 до 2,5 м, i у - ударный ток, А.
|
|
Таблица 12
Наименьшие расстояния в свету от токоведущих частей до различных элементов ЗРУ (подстанций) 3-330 кВ, защищенных разрядниками, и ЗРУ 110-330 кВ, защищенных ограничителями перенапряжений (в знаменателе)
б) вычисляется максимальный изгибающий момент М, действующий на шину, Н*м. При количестве пролетов свыше двух
в) определяется напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента М, МПа
где W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, создаваемого моментом М, см3. Значение W зависит от конфигурации сечения и расположения шин (табл.13).
г) проверяется условие
где 
доп - допустимое механическое напряжение в материале шин, определяемое по справочнику. Например, для алюминия марки АО и А1 
доп = 82,3 МПа.
Если условие не выполняется, то следует подобрать пролет и сечение шинопровода. Методика механического расчёта для других вариантов исполнения шин приводится в соответствующей литературе.
Проверка изоляторов на механическую прочность
Предварительно должны быть выбраны изоляторы шинной конструкции.
Опорные изоляторы выбираются только по номинальномунапряжению
Uн из 
Uн РУ.
Выбранные изоляторы проверяются по механической нагрузке на головку изолятора по выражению
F расч 
Fдоп
где F расч - сила, действующая на изолятор, Fдоп =0,6 Fразр - допустимая нагрузка на головку изолятора, Fразр – нагрузка, разрушающая изолятор, определяемая по справочнику.
Проходные изоляторы выбираются также и по номинальному току
|
|
Iн из 
Iфорс.
Таблица 13
Моменты инерции и сопротивления жестких шин
Для опорных изоляторов при горизонтальном или вертикальном расположении всех фаз расчетная сила, Н:
где kh - поправочный коэффициент на высоту шины, если она установлена на ребро:
где Hиз - высота изолятора, b и h – размеры сечения шины.
Для проходных изоляторов расчетная сила, Н:
Рис.17. Выбор опорных изоляторов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справоч. материалы для курсового и дипломного проектирования. СПб.:БХВ-Петербург, 2013.- 608 с.
2. Рожкова Л.Д., Карнеева Л.К.,Чиркова Т.В. Электрооборудование электрических станций и подстанций: Учеб. М.: Издательский центр «Академия», 2005. 448 с.
3. ВасильевА.А. и др. Электрическая часть станции и подстанции: Учеб. М.: Энергия, 1980. 608 с.
4. Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы в электрических системах: Учеб. М.: Энергия, 1970. 520 с.
5. Правила устройства электроустановок (изд. 7-е), М., Издательство НЦЭНАС, 2003 г..
6. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования – РД 153-34.0-20.527-98.-М., 2001
7. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей.М.:Издательство НЦ ЭНАС, 2006.350 с.
8. «Электрические станции и подстанции. Методические указания по курсовому проектированию. Ростов-на-Дону: Донской гос. техн. Ун-т, 2013. 55с.»
9. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств
подстанций 35-750 кВ. Типовые решения. М.,
СТО 56947007-29.240.30.010-2008.
10. Нормы технологического проектирования ПС переменного тока
|
|
с высшим напряжением 35-750 кВ, М., СО 153-34.20.122-2006.
11. Типовые схемы принципиальные электрические распределительных
устройств 6-750 кВ подстанций и указания по их применению,
14198тм- т1, Энергосетьпроект, 1993 г.