Курсовая работа: Электроснабжение металлургического завода

tпривед =  (6.16)

Ст – термический коэффициент, учитывающий разницу нагрева в условиях нормального режима и в условиях КЗ с учетом допустимой температуры и материала проводника, выбираем из литературы [3, С.190], СТ = 95 Ас2/мм2

Рассчитываем: tпривед =

Оставляем сечение 160 мм2

4) Для проверки электродинамической стойкости жестких шин выполним механический расчет [5].

Установлено, что механический резонанс не возникает, если частота собственных колебаний шинных конструкций меньше 30 Гц или больше 200 Гц.

Для алюминиевых шин частота собственных колебаний, в Гц

 (6.17)

где L- расстояние между изоляторами (длина пролета), м;

J - момент инерции поперечного сечения шины относительно оси перпендикулярно направлению изгибающей силы, см4;

q - площадь поперечного сечения шины, см2.

Определим расчетную длину пролета L, т.е. расстояние между точками крепления вдоль шины.

Если принять fо ≥200 Гц, то

 (6.18)

Расположим шины на изоляторах на ребро.

Момент инерции [5, C], в см4

где h – ширина шины, в см;

 b – толщина шины, в см.

Площадь поперечного сечения шины, в см2:

q = h · b (6.20)

Рассчитываем момент инерции:

Проверяем шину на электродинамическую стойкость как статическую систему с нагрузкой равной наибольшей электродинамической силе.

Наибольшее удельное усилие, в Н/м

(6.21)

где Iуд – ударный ток при КЗ на шинах в точке К2, в А;

 а – расстояние между осями крепления, в м;

а = 130 + b (6.22)

130 – минимально допустимое расстояние в свету между токоведущими частями для РУ 10 кВ по ПУЭ, в мм.

а = 160 +40 = 200 мм ≈ 0.2 м

Рассчитываем наибольшее удельное усилие

Изгибающий момент, создаваемый распределенной силой в пределах одного пролета, в Н·м:

 (6.23)

где L – длина пролета, м.

Расчетное напряжение в материале шины, в МПа:

(6.24)

где W – момент сопротивления поперечного сечения оси, перпендикулярной направлению изгиба, в см3.

Момент сопротивления шины, расположенной на ребро, в см3:

 (6.24)

Рассчитываем момент сопротивления шины

и напряжение в материале шины:

Шины считаются прочными, если расчетное напряжение меньше допустимого:

σдоп ≥ σрасч (6.25)

Допустимые напряжения в литературе [5].

Выбираем марку материала шины: алюминиевый сплав АД31Т1 с допустимым напряжением 200 МПа и σдоп = 90.

7. Выбор высоковольтного оборудования

7.1 Выбор высоковольтного выключателя со стороны 6(10) кВ

Высоковольтные выключатели устанавливаются на всех присоединениях систем электроснабжения для автоматического отключения цепей в аварийном режиме и для коммутации токов нагрузки.

Выключатель - это единственный аппарат, позволяющий автоматическое управление, т.е. действие по сигналу релейной защиты или противоаварийной автоматики.

Для отключения токов короткого замыкания в выключателях устанавливают специальные дугогасительные камеры.

Типы выключателей и их конструкция определяются способом гашений дуги.

В распределительном устройстве 10(6) кВ выбираем камеры КСО с высоковольтными выключателями типа: ВВУ-СЭЩ-Э(П)3-10-20/1000

Из условия: Uном ≥ U уст , (7.1)

где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.

Из паспортных данных выключателя: Uном =10 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

ИЗ главы 3.1 U уст = 35кВ

Условие (7.1) выполняется.

Произведём расчет и выбор выключателя для вводного фидера ПС.

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.13) , в А:

Номинальный ток выключателя: Iном = 1000 А,

что соответствует условию, в А:

Iном. ³ Iр.мах (7.2)

2) Проверяем по отключающей способности, в кА:

Iном.откл. ³ In,(3), (7.3)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

20 ≥ 8,2

Условие (7.3) выполняется.

3) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в

кА2с: Вк ≥ Вк.расч. (7.4)

.Вк = IT2 · tт , (7.5)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных выключателя: Iт = 3 кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных выключателя: tт = … c

.Вк =  

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.6)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов- собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = 2,5+0,05 = 2,55 с

Вк.расч = (3,5)2 · 2,55 = 31,2 кА2с

Условие (7.4) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.7)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных выключателя: iс = 52 кА Iуд=24,4 кА

Iуд - ударный ток в точке К2, в кА.

52 ≥ 24,4

Условие (7.7) выполняется.

Выбранный выключатель типа: ВВУ-СЭЩ-10-20/1600

7.2 Выбор разъединителя со стороны 35(110) кВ

Разъединители - это аппараты, предназначенные для создания видимых разрывов в цепях при ремонтных работах. Они не предназначены для отключения токов нагрузки и токов КЗ, т.к. не имеют дугогасительных устройств.

Из условия:

Uном ≥ U уст , (7.8)

где Uном – номинальное напряжение разъединителя, в кВ.

Из паспортных данных разъединителя: Uном = 35 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

Из главы 3.2 U уст = 35 кВ

Условие (7.8) выполняется.

Выбираем разъединитель на стороне (35) 110 кВ типа:

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Номинальный ток разъединителя из паспортных данных: Iном =1000 А,

что соответствует условию, в

А: Iном. ³ Iр.мах (7.7)

2) Проверяем на термическую стойкость при сквозных токах КЗ, в кА2с:

.Вк ≥ Вк.расч. (7.8)

.Вк = IT2 · tт , (7.9)

где Iт - предельный ток термической стойкости, в кА;

Из паспортных данных разъединителя: Iт = 20 кА

tт- время протекания тока термической стойкости , в с

Из паспортных данных разъединителя: tт = 3 c

.Вк = 202 · 3 = 1200 кА2с

Вк.расч = In,(3)2 ∙ tрасч , (7.10)

где In,(3) – ток КЗ в точке К2, в кА

tрасч = tр.з.+ tов – расчетное время КЗ, в с

tр.з.= (от 0,12 до 2,5) – время срабатывания релейной защиты, в с

tов - собственное время отключения выключателя с приводом, в с

По условию селективности:

tрасч = 2,5+0,5 +0,05 = 3,05 с

Вк.расч =

Условие (7.8) выполняется.

4) Проверяем на электродинамическую стойкость, в кА.

ic ≥ Iуд (7.11)

где Iс - амплитудное значение предельного сквозного тока (ток электродинамической стойкости), в кА;

Из паспортных данных разъединителя: iс = 50 кА

Iуд - ударный ток в точке К1, в кА.

 50 ≥ 24,4

Условие (7.11) выполняется.

Выбранный разъединитель типа: РГП СЭЩ-35/1000-УХЛ 1 с приводом, разъединитель наружной установки.

7.3 Выбор короткозамыкателя

Короткозамыкатели предназначены для создания искусственного КЗ.

Из условия:

Uном ≥ U уст , (7.12)

где Uном – номинальное напряжение высоковольтного выключателя, в кВ.

Из паспортных данных выключателя: Uном = 35 кВ

U уст - номинальное напряжение распределительного устройства, в кВ

ИЗ главы 3.2 U уст = 35 кВ

Условие (7.12) выполняется.

Выбираем короткозамыкатель (устанавливают на стороне (35) 110 кВ) типа: КРН – 35У1

1) Максимальный расчетный ток по формуле (6.10) , в А:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13