Шинная конструкция сборных шин ГРУ.

Сборные шины ГРУ–10 кВ выполняем жесткими шинами, установленными на опорных изоляторах. Такая шинная конструкция будет обладать электродинамической стойкостью при соблюдении условий

т.е. расчетное механическое напряжение в материале шины и расчетная механическая нагрузка на изоляторы должны быть меньше допустимых. Кроме того, шина должна удовлетворять условиям термической стойкости.

Выбор шин. Так как это сборные шины, выбор делаем только по допустимому длительному току.

Расчетный ток определяется величиной максимальной мощности, которая может появиться на данных шинах. Поскольку к каждой секции ГРУ подключены одинаковые генераторы мощностью по 75 МВА, то наибольшая концентрация мощности на шинах возможна при 5-процентной перегрузке генератора. Ток генератора в этом режиме принимаем за расчетный

Выбираем алюминиевые шины коробчатого сечения с допустимым током

со следующими характеристиками:

– материал шины – алюминиевый сплав АДЗ31Т;

– допустимое механическое напряжение сплава σ_доп = 89 МПа;

– расположение шин горизонтальное;

– соединение швеллеров жесткое (сваркой);

– момент сопротивления двух сращенных шин W_y0-y0 = 100·10^-6 м³;

– момент инерции двух сращенных шин J_y0-y0 = 625·10^-8 м⁴;

– масса шины на один метр m = 5,55 гк/м;

– расстояние между фазами а = 0,8 м.

Размеры: h = 125 мм; b = 55 мм; c = 6,5 мм; r = 10 мм; g = 2740 мм2.

 

 

Максимальная сила, приходящаяся на единицу длины средней фазы при трехфазном КЗ

 

 

где – расстояние м/у фазами; – коэффициент формы (,так как выбран проводник корытного сечения с высотой сечения более 0.1 м);
– коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников ( при расположении в одной плоскости).

 

При таком усилии расстояние между опорными изоляторами:

 

Задаем пролет между изоляторами L=1,8 м, что обеспечивает расчетное механическое напряжение в материале шины:

 

Частота собственных механических колебаний шины:

 

Выбранная шина удовлетворяет условиям динамической стойкости.

Проверка шины на термическую стойкость. Расчетное значение импульса квадратичного тока, действующего на сборных шинах В_к = 15619.58 кА²·с. Минимально допустимое сечение по условию термической устойчивости7702,766

Выбранная шина термически устойчива, т. к. ее сечение больше, минимально допустимого

S_шины = 2740 мм ² > S_min = 986,128 мм².

 

Выбор изоляторов. Максимальная нагрузка на изолятор определяется формулой:

 

где – коэффициент формы ( для корытных проводников); при горизонтальном расположении проводников.

Выбираем опорный изолятор ОФ-10-6000У3 с разрушающим усилием .

Он удовлетворяет условию электродинамической стойкости, так как выполняется условие:

Таким образом, данная шинная конструкция удовлетворяет всем условиям эксплуатации.

Выбор трансформаторов тока. Произведем выбор трансформатора тока в цепи генератора ГРУ. Выбор производится:

– по напряжению

– по току

– по конструкции и классу точности.

Расчетным током является форсированный режим работы генератора

 

Выбираем шинный трансформатор тока из эпоксидного компаунда, предназначен­ный для внутренней установки типа KOKS 24D11. Сравним расчетные и каталожные данные.

Расчетные данные	Каталожные данные	Условия выбора
Uуст = 10 кВ	Uтт.ном = 20 кВ	Uтт.ном Uуст
Iрасч = 4,55 кА	Iтт.ном = 5,0 кА	Iтт.ном Iуст
Вк = 7702,7666 кА2с	I2т.ном·tт = (100·103)2·3=30000·106 А2·с	Вк (кт·Iтт.ном)2·tт
Z2	Z2ном = 1,2 Ом в классе точности 0,5	Z2 Z2ном

Расчет нагрузки трансформатора тока. Перечень приборов, подключенных к трансформатору тока, приведен в таблице ниже, а их схема включения – на с.52.

Таблица 8.9

Прибор	Тип	Нагрузка (Sприб), ВА
Фаза–А	Фаза–В	Фаза–С
Амперметр	Э–377	0.1	0.1	0.1
Ваттметр	Д–335	0.5	–	0.5
Ваттметр	Д–335	0.5	–	0.5
Варметр	Д–335	0.5	–	0.5
Датч. акт. мощн.	–	0.5	–	0.5
Датч. реакт. мощн.	–	0.5	–	0.5
Счетчик акт. энергии	И–680	2.5	–	2.5
Амперметр регистр.	Н–393	–		–
Ваттметр регистр.	Н–348		–
Итого		15.1	10.1	15.1

 

Схема включения измерительных приборов генератора

Сопротивление нагрузки считаем по наиболее загруженной фазе А

–сопротивление приборов

– сопротивление соединительных проводов определяем из условия

где r_конт = 0,1 Ом – такое сопротивление контактов принимается при количестве приборов более трех (при меньшем числе r_конт = 0,05 Ом).

При использовании медного контрольного кабеля ВВГнг с минимально допустимым сечением 2,5 мм² его расчетная длина должна быть не более

 

Выбор трансформатора напряжения

Технические условия:

– место установки ТН – шины генератора ГРУ;

– наивысший класс точности приборов, подключаемых к ТН–1,0;

– в схеме трансформатора должен быть предусмотрен контроль изоляции.

 

Прибор	Тип	Sобм, ВА	Кол-во приборов	Общая мощность потребления
Р, Вт	Q, Вар
Вольтметр	Э–335	2.0		6.0	–
Ваттметр	Д–335	1.5		6.0	–
Варметр	Д–335	1.5		3.0	–
Датч. акт. мощн.	–	10.0		10.0	–
Датч. реакт. мощн.	–	10.0		10.0	–
Счетчик акт. энергии	И–680	2.0		4.0	9.7
Вольтметр регистр.	И–393	10.0		20.0	–
Ваттметр регистр.	Н–348	10.0		20.0	–
Частотомер	Э–372	3.0		3.0	–
Реле контроля изоляции	–	4.0		2.0	3.4
Итого	–	–	–	84.0	13.1

 

Для выполнения этих условий намечаем к установке пятистержневой, трёхобмоточный трансформатор типа НАМИТ–10–2УХЛ2 со следующими параметрами:

– номинальные напряжения обмоток, В:

первичной...................................................................................................... 10 000;

вторичной основной........................................................................................... 100;

вторичной дополнительной........................................................................... 100/3;

– номинальная мощность в классе точности 0,5 ВА......................................... 200;

– схема соединения обмоток............................................................ Y_o / Y_o / Δ – 0.

Так как полная мощность нагрузки меньше номинальной в заданном клас­се точности S_нагр = 85,02 ВА < S_тн.ном = 200 ВА, данный трансформатор удовлетворяет условиям выбора и принимается к установке.