- •Задание на курсовой проект
- •1 Технология производства тепловой и электроэнергии
- •2 Выбор генераторов
- •3 Выбор схем на разных уровнях напряжения тэц
- •4 Выбор трансформаторов
- •5 Выбор секционных реакторов на гру
- •6 Выбор токоведущих частей
- •7 Выбор проводников ру
- •8 Расчет токов короткого замыкания.
- •Выбор и проверка выключателей
- •10 Проверка проводников на действие токов короткого замыкания
- •11 Выбор и проверка опорных изоляторов.
- •12 Ограничение перенапряжений на тэц. Ограничители перенапряжений (опн).
- •Заключение
- •Список источников
10 Проверка проводников на действие токов короткого замыкания
Проверка шин ГРУ
Жесткие шины укрепленные на изоляторах представляют собой динамическую колебательную систему, находящуюся под действием электродинамических сил. В такой системе возникают колебания, частота которых зависит от массы и жесткости конструкции.
Проверка на резонансные явления заключается в нахождении собственной частоты колебаний и сравнении их с нормированными значениями (меньше 30 или больше 200 Гц) [10 с.246].
Собственная частота колебаний одной полосы шины:
где м – расстояние между опорными изоляторами ГРУ;
– момент инерции для шины коробчатого сечения при вертикальном расположении;
– площадь поперечного сечения шины.
Так как частота собственных колебаний шины больше 200 Гц, то резонансных явлений в шине не возникнет.
Проверка на механическую прочность заключается в определении максимального механического напряжение и сравнении его с максимальным допустимым (расчетное должно быть меньше максимально допустимого).
Наибольшие удельные электродинамические нагрузки:
,
где м – расстояние в свету между шинами.
Максимальное напряжение в шине:
Принимаем двухполосные сварные шины( ):
где , м3 – момент сопротивления шины.
Так как полученное механическое напряжение в шине меньше максимально допустимого, при выборе марки материала шин АО с , то шина удовлетворяет условию механической прочности.
Для проверки шины на термическую стойкость определим температуру проводника до начала короткого замыкания:
где – номинальная температура окружающей среды [4, стр.256];
– допустимая температура для алюминиевых окрашенных шин [4, табл.6.16];
– наибольший номинальный ток нагрузки;
– длительно допустимый ток шины.
По [10, рис. 6.28] определим , тогда конечное значение fк можно определить по выражению:
где – принято по [10, табл.6.17];
По [4, рис.6.28] соответствует , что меньше , следовательно, шина удовлетворяет условиям термической стойкости.
Проверка шины РУВН
Так как сборная шина РУВН представляет собой набор гибких проводников, расположенных в ОРУ, метод их проверки на действие токов короткого замыкания заключается в проверке на термическую стойкость и на схлестывание, если ударный ток проверяемой КЛ более 20 кА [12 стр. 233]. Проверка на термическую стойкость не требуется, так как шины выполнены голыми алюминиевыми проводами, которые имеют большую поверхность охлаждения (см. [12 стр. 238]).
Степень опасности недопустимого приближения проводников при КЗ определяется по формуле:
где - полное время отключения тока КЗ;
λ=2,5 – по рис. 10.17 [7];
- погонная масса одного провода;
.
Так как расчетное значение , то схлестывание выбранных гибких шин невозможно.
Проверка комплектного токопровода от генератора к ГРУ
Комплектный пофазно-экранированный токопровод проверяется только на термическую стойкость, так как он находится в помещении и параметры окружающей среды можно считать постоянными. Кроме того, каждая фаза токопровода экранирована и внешнее поле проводников ничтожно мало, то есть проверка на динамические усилия так же не требуется.
Проверка на термическую стойкость заключается в проверке следующего условия:
,
где
– максимально допустимый интеграл Джоуля;
Так как условие термической стойкости выполняется, токопровод выбран верно.
Проверка механической прочности по взаимодействию токопровода с экраном заключается в сравнении тока динамической стойкости токопровода с ударным током короткого замыкания:
Iдин = 375 кА > iу = 302,487 кА.
Условие выполнено, значит токопровод выбран правильно.
Проверка токопровода, соединяющего трансформатор связи с ГРУ
Проверка на термическую стойкость:
Условие термической стойкости не выполняется, то токопровод стоит заменить по условию термической стойкости..
Выбираем пофазно экранированный токопровод генераторного напряжения типа ГРТЕ-20/1000-300У1 имеющий характеристики, приведенные в таблице 21.
Таблица 21. Характеристики токопровода ГРТЕ-20/10000-300У1
Uном |
Iном |
Iдин |
Iтер |
S |
кВ |
А |
кА |
кА |
мм2 |
20 |
10000 |
300 |
120 |
3600 |
Проверка на термическую стойкость:
Так как условие термической стойкости выполняется, то токопровод выбран верно.
Аналогичным образом проверяются все остальные токопроводы.
Проверка кабеля со сшитой изоляцией между ТСН1 и ГРУ
Проверку на термическое действие токов короткого замыкания выполним методом минимального сечения.
Тепловой импульс тока короткого замыкания (интеграл Джоуля):
Минимальное сечение по термической стойкости:
где – тепловой коэффициент для кабеля со сшитой изоляцией на напряжение 10,5 кВ с алюминиевыми жилами.
Так как выбранное сечение кабеля (185 мм2) больше минимально допустимого, то кабель удовлетворяет условию термической стойкости.
При проверке кабелей по потери напряжения определяется процентное отношение потери напряжения в кабеле к номинальному напряжению кабеля, т. е.:
где cosφ – коэффициент мощности для всей системы (по условию без компенсирующих устройств cosφ=0,75);
- активное и индуктивное сопротивления кабельной линии соответсвтенно.
Так как условие выполняется, то кабель выбран верно.
Проверка кабеля на невозгораемость заключается в сравнении конечной температуры нагрева с предельной температурой невозгорания экрана.
Интеграл Джоуля определяется по формуле:
Начальная температура равна:
По универсальной зависимости определяем:
С учетом полученного начального значения температуры получаем:
По универсальной кривой получаем:
Так как условие , то кабель проверку прошел.
Проверка экрана кабеля со сшитой изоляцией на теплостойкость при КЗ осуществляют по универсальным кривым с учетом следующих параметров:
Получаем, что минимальное доступное сечение экрана составляет:
Аналогичным образом производятся проверки всех остальных выбранных кабелей со сшитой изоляцией.