Расчёт и выбор устройств компенсации реактивной мощности

    Напряжение, возникающее в материале шины при воздействии изгибающего  момента:

                                               

 где  а = 0,5 м - расстояние между фазами;

      l = 1,5 м - длина пролета между опорными изоляторами шин;

      W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярно действию усилия:

                                  

    

    Условие прочности:

    σ_расч = 0,4 МПа < σ_доп. = 40 МПа

    Выбор шин на РП2

    

    Условие выбора:

    I_max < I_доп

где  I_доп - допустимый ток на шинах выбранного сечения;

    Принимаются двухполосные шины АД31Т 80×10 мм /6,стр.624/.

    I_доп = 1480 А;                                                                                        

    I_{доп.ном} = 0,95∙I_доп =0,95∙1480=1406А;

где 0,95 – коэффициент, характеризующий уменьшение допустимого тока на 5% для горизонтальной прокладки шин и расположение большей грани в вертикальной плоскости.

    С учётом поправочных коэффициентов  на температуру:

                                         

где υ_о = 13,4^оС - эквивалентная зимняя температура охлаждения для Оренбурга;

    

    I_max=701 А < I_доп=1577 А;

    Минимальное сечение шин по условию термической  стойкости:

                                                         

где С = 91 А/с^1/2∙мм² – для алюминия;

    

    Условие проверки:

    F_min= 29,3 мм² < S =800 мм² - шины термически стойкие.

    Проверка  на механическую прочность:

    Напряжение, возникающее в материале шины при воздействии изгибающего  момента:

                                               

 где  а = 0,5 м - расстояние между фазами;

      l = 1,5 м - длина пролета между опорными изоляторами шин;

      W - момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярно действию усилия:

                                  

    

    Условие прочности:

    σ_расч = 0,4 МПа < σ_доп. = 40 МПа 

    6.5.4 Выбор изоляторов 

    По /5, стр.203/ выбираем изоляторы ИО – 3,75IУ3:

    

    U_Н=6 кВ;

    U_ДОП=7,2 кВ;

    U_ИСП=60 кВ;

    F_РАЗР=3,75 кН.

    Изолятор  проверяется на механическую прочность:

      

    6.5.5 Выбор измерительных трансформаторов  тока 

    Место установки – ввод 10 кВ от трансформатора.

    Трансформатор выбирается на основе следующих данных: 

    U_уст=6 кВ.

    

    i_у=7,44 кА

    B_к=7,12 кА ·с

    Принимается трансформатор тока типа ТЛМ 10-У3  /6,633/. Его технические характеристики:

    U_ном=10 кВ

    I_1ном=1500 А

    I_2ном=5 А

    i_дин=100 кА

    I _тер·t_тер=26²·3=2028 кА²·с 

    Таблица 10 - Проверка трансформатора тока по вторичной нагрузке

       

    Наиболее  загружен трансформатор в фазе В.

    

    Условие проверки:  r_2НОМ³r₂,

где r₂ – вторичная нагрузка трансформатора.

    r_пр = Z_2ном – r_приб – r_к                                               

где Ом – сопротивление приборов;

    z_2ном=S_2ном/I _2ном=10/25=0,4 Ом

    r_к  принимается равным 0,05 /6,375/

    r_пр = 0,4 - 0,22 - 0,05 = 0,13 Ом.

    Применяется кабель с алюминиевыми жилами, ориентировочная длина которого 40 м; трансформаторы тока соединены в полную звезду, поэтому l_расч = l, тогда сечение будет равно:

    q_расч=ρ·l_расч/r_пр                                               

    q_расч=0,0283·40/0,22=5,5 мм²

    Принимается контрольный кабель АКРВГ с жилами сечением 6 мм².

    На  отходящих линиях 6 кВ устанавливаются трансформаторы тока типа ТЛМ-10-УЗ. 

    6.5.6 Выбор измерительных трансформаторов напряжения 

    На  обеих секциях шин устанавливаем трансформатор НОЛ.08-6УХЛ3;  /6, стр.634/.  

    Его характеристики: U_н1=6300 В; U_н2=100 В; S_н=50 ВА

    Таблица 11 - Проверка трансформатора напряжения по вторичной нагрузке

     Вторичная нагрузка трансформатора напряжения равна

    S_2Σ =

    Три трансформатора напряжения, соединенные в звезду, имеют мощность 3×50 = 150 ВА, что больше S_2Σ =128 ВА.

    Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности 0,5.

    Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКРВГ с сечением жил 4 мм², по условию механической прочности /6, стр.376/.  

    6.5.7 Выбор трансформаторов собственных нужд 

     Выбирается число и мощность трансформаторов СН

    S_ТСН=0,005×S_ТГПП=0,005×16000=80 кВА.

    По /5, стр.215/ принимаем к установке два трансформатора ТМ – 100/6. При отключении одного трансформатора второй будет загружен на 80/100=0,8 , т.е. на 80 %. 

    6.5.8 Выбор выключателей 10кВ 

    Расчёт  ведётся для выключателей кабельных  линий, отходящих от ГПП.

    Для линии ГПП – РП1, как самой нагруженной:

    

    I_ав=2∙778=1556А;

    I_к2=3,19 кА;

    i_уд=7,44кА;  
        В_к=7,12кА²∙с;  
        Принимаем выключатель ВВЭ-10-20/1600 УЗ, для которого:

    U_н=10кВ ≥ U_уст=6кВ;

    I_ном= 1600А ≥ I_ав =1556 А;

    I_отк =31,5 кA ≥ I_по =3,19 кА;

    I_дин =52 кА ≥ i_уд =7,44 кА;

    I²_тер×t_тер=20²×3 кА²∙с ≥В_к=7,12 кА²∙с;

    Расчёт  для присоединений 6 кВ.

    

    

    I_ав=2∙60,6=121,2А;

    I_к3=3,1 кА;

    i_уд=7,233кА;  
        В_к=6,7кА²∙с;  
        Принимаем выключатель ВВТЭ-10-20/630 УХЛ2, для которого:

    U_н=10кВ ≥ U_уст=6кВ;

    I_ном= 630А ≥ I_ав =60,6 А;

    I_отк =20 кA ≥ I_по =3,1 кА;

    I_дин =50 кА ≥ i_уд =7,233 кА;

    I²_тер×t_тер=20²×3 кА²∙с ≥В_к=6,7 кА²∙с; 

    6.5.9 Выбор разъединителей и выключателей нагрузки 

    Разъединитель выбирается для магистрали ТП4 – ТП3, как для самой нагруженной:

    S_тΣ = (S_т2 +S_т2+ S_т4)/2 = (1000+1600)/2 = 1300 кВА;

    

    I_по=3,1 кА;

    i_уд=7,233кА;  
        В_к=6,7 кА²∙с;

    Принимаем разъединитель РВ-6/400 УЗ, для которого:

    U_н=6кВ ≥ U_уст=6кВ;

    I_ном=400А ≥ I_р =175 А;

    I_пр.скв =41 кА ≥ I_п.о =3,1 кА;

    I²_тер×t_тер=16²×4 кА²∙с ≥ В_к=6,7 кА²∙с;

    Выбор выключателей нагрузки.

    

    I_ав=2∙60,6=121,2А;

    I_к3=3,1 кА;

    

    i_уд=7,233кА;  
        В_к=6,7кА²∙с;  
        Принимаем выключатель ВНПу-10/400-10зУЗ, для которого:

    U_н=10кВ ≥ U_уст=6кВ;

    I_ном= 400А ≥ I_ав =60,6 А;

    I_отк =20 кA ≥ I_по =3,1 кА;

    I_дин =50 кА ≥ i_уд =7,233 кА;

    I²_тер×t_тер=10²×3 кА²∙с ≥В_к=6,7 кА²∙с; 
 

    6.5.10 Выбор автоматических выключателей 

    Условия выбора:

    U_вн. ≥ U_с;

    I_н.в ≥ I_р.max;

    I_н.р=I_н.в ≥ I_р.max;

    

    Выбираем  автоматические выключатели серии  «Электрон».