Расчетные условия для выбора проводников и аппаратов
Наибольший ток нормального режима в цепи трансформатора , А, равен
где – номинальная мощность трансформатора, следующего по шкале ГОСТ [12], кВ×А; – номинальное напряжение трансформатора, кВ;
– на стороне ВН:
– на стороне НН:
Наибольший ток послеаварийного режима в цепи трансформатора , А, равен
– на стороне ВН:
– на стороне НН:
Максимальный ток в цепях отходящих кабельных линий (фидеров), А,
где – активная мощность потребителей i-ой кабельной линии, кВ×А; Для первого фидера ток составит
Так как информация о величине тока утяжеленного режима для кабельных линий 10 кВ отсутствует, то принимается, что ее величина составляет . Расчетные значения токов утяжеленного режима по фидерам приведены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Результаты расчетов токов по фидерам 10 кВ
Так как в нормальном режиме секционный выключатель на стороне низшего напряжения подстанции отключен, следовательно, ток нормального режима в цепи секционного выключателя и разъединителя не протекает. В утяжеленном режиме, когда один из силовых трансформаторов отключен, а секционный выключатель включен, допускается считать, что ток, проходящий по сборным шинам, секционному выключателю и разъединителю, не превышает величины тока, протекающего через силовой трансформатор в нормальном режиме.
962,25 А.
6.2 Выбор выключателей и разъединителей
Выбор выключателей и разъединителей осуществляется по следующим параметрам [13]: а) По напряжению:
где – номинальное напряжение аппарата (оборудования), кВ; – номинальное напряжение сети, кВ.
б) По допустимому нагреву в продолжительных режимах:
где – номинальный ток аппарата (оборудования), А.
в) По отключающей способности:
где – номинальный ток отключения, кА; – номинальное допускаемое значение апериодической составляющей в отключаемом токе для времени , кА; – нормативное значение содержания апериодической составляющей в отключаемом токе, %.
Для установок, где , а , допускается проверка отключающей способности по полному току короткого замыкания [13]:
г) По включающей способности:
где – амплитудное значение номинального тока включения, кА; – номинальный ток включения (действующее значение периодической составляющей), кА.
д) По электродинамической стойкости при коротких замыканиях:
где – действующее значение периодической составляющей предельного сквозного тока, кА; – амплитудное значение предельного сквозного тока, кА.
е) По термической стойкости при коротких замыканиях:
где – предельный ток термической стойкости, кА; – допустимое время действия тока термической стойкости, с.
Выбор выключателей и разъединителей на стороне высшего напряжения (ВН) подстанции «Домнино» представлен в таблице 6.2. Таблица 6.2 – Выбор выключателя и разъединителя на стороне ВН подстанции «Домнино»
В ремонтной перемычке устанавливаются два разъединителя того же типа SGF 123nII-100 У1+2E/2НА/1МТ50 с двумя заземляющими ножами.
Выбор выключателей на стороне низшего напряжения (НН) подстанции представлен в таблицах 6.3 и 6.4.
Таблица 6.3 – Выбор секционного выключателя и выключателя отходящих линий
Таблица 6.4 – Выбор выключателя в цепи трансформатора Выбор заземлителей
Для заземления нейтрали силового трансформатора ТДН-16000/110 принимается заземлитель типа ЗОН-110М-I У1 [4] (заземлитель однополюсный наружной установки, модернизированный, для умеренного климата). Тип привода ПРН-11У1. Расчетные и каталожные данные приведены в таблице 6.5.
Таблица 6.5 – Выбор заземлителя 7 Выбор конструктивных элементов и расчет механических характеристик проектируемой линии электропередачи
В данном разделе производится выбор конструктивных элементов и расчет механических характеристик линии электропередачи напряжением 110 кВ Костылево-Домнино. Указанная линия проходит в населенной местности на стальных опорах марки П110-5 и выполнена проводом марки АС-70/11. Проектируемая линия электропередачи находится в первом районе по ветру и третьем по гололеду. Минимальная температура в районе проектирования линии составляет -40 °C, максимальная температура составляет 20 °C, среднегодовая температура равна -5 °C. Местность относится к типу С по условиям воздействия ветра. Эскиз опоры представлен на рисунке 7.1, а ее технические характеристики и основные размеры представлены в таблицах 7.1 и 7.2 соответственно [15].
Рисунок 7.1 – Эскиз опоры П110-5 Таблица 7.1 – Характеристики опоры П110-5
Таблица 7.2 – Размеры опоры П110-5
Расчетная длина пролета определяется следующим выражением:
, (7.1) где - длина габаритного пролёта, м; - коэффициент, значение которого принимается равным в соответствии с местностью, для которой проектируется участок ВЛ.
м.
Физико-механические характеристики провода и троса представлены в таблице 7.3.
Таблица 7.3 – Физико-механические характеристики провода АС-70/11 и троса ТК-50
7.1 Расчет удельных нагрузок на провода и тросы
Провода на опоре подвешиваются, как правило, на разной высоте и расстояние от проводов и троса до земли меняется по длине пролета. Поэтому в расчетах используется понятие «высота расположения приведенного центра тяжести» провода или троса [15]. Высота расположения приведенного центра тяжести провода или троса определяется по формуле:
, (7.2)
где – средняя высота подвеса проводов или троса на опоре, м; – максимально допустимая стрела провеса провода или троса, м.
Средняя высота подвеса провода на опоре, м
, (7.3)
где – расстояние от земли до i-ой траверсы опоры, м; – количество проводов на опоре, шт; – длина гирлянды изоляторов (для ВЛ 110 кВ составляет 1,3 м [15]);
Допустимая стрела провеса провода определяется по формуле
, (7.4)
где – расстояние от земли до нижней траверсы, м; – наименьшее расстояние от проводов до поверхности земли, составляет 7 м [1];
19 1,3 7 10,700 м, 19,700 10,700 12,567 м.
Средняя высота подвеса троса на опоре, м
(7.5)
где – расстояние между нижней и верхней траверсами опоры, м;
19 6 3 28,000.
Максимально допустимая стрела провеса троса , м
, (7.6)
где – наименьшее расстояние по вертикали между проводом и тросом в середине пролета [1].
Наименьшее расстояние по вертикали между верхним проводом и тросом в середине пролета определяется линейной интерполяцией [15] и составляет
28,000 7 6 3,536 11,464 м, 28,000 11,464 20,357 м.
После определения высоты расположения приведенного центра тяжести провода и троса оцениваются максимально возможные величины толщины стенки гололеда и ветрового давления . Нормативные значения этих величин определяются при их повторяемости 1 раз в 25 лет [1]. Максимальное ветровое давление , Па, определяется по формуле
(7.7)
где – нормативное ветровое давление, согласно [1] для первого района по ветру составляет 400 Па; – поправочный коэффициент на высоту [1].
Для провода: 0,4 400 160 Па. Для троса: 0,554 400 221,6 Па.
Давление ветра при гололеде , Па, определяется по формуле
(7.8)
Для ВЛ до 220 кВ ветровое давление при гололеде должно приниматься не менее 200 Па [1];
Для провода: 0,25 160 40 Па, поэтому принимается равным 200 Па. Для троса: 0,25 221,6 55,4 Па, поэтому принимается равным 200 Па.
Максимальная толщина стенки гололеда , мм, определяется по формуле
(7.9)
где – нормативная толщина стенки гололеда, согласно [1] для третьего района по гололёду составляет 20 мм; – поправочные коэффициенты на высоту и диаметр провода (троса) [15]. Для провода: 20 мм. Для троса: 20 мм.
При выполнении механического расчета провода и троса удобно пользоваться удельными нагрузками, т.е. нагрузками приведенными к единице длины 1 м и единице сечения 1 мм2 провода или троса [15]. Следовательно, размерность удельных нагрузок – . 1. Удельная нагрузка от собственного веса провода приводится в его физико-механических характеристиках:
34,800 .
2. Удельная нагрузка от гололеда на проводе, исходя из цилиндрической формы гололедных отложений:
, (7.10)
где – фактическое сечения провода, мм2; – диаметр провода, мм; – удельный вес льда ; – коэффициент надежности по ответственности, принимается равным 1 для ВЛ до 220 кВ; 1,3 для ВЛ 330-750 кВ [15]; – региональный коэффициент, принимается равным 1 [15]; – коэффициент надежности по гололедной нагрузке, принимается равным 1,3 – для районов по гололеду 1 и 2; 1,6 – для районов по гололеду 3 и выше [15]; – коэффициент условий работы, равный 0,5 [15];
3. Удельная нагрузка от веса провода и гололеда:
, (7.11) 34,800 179,039 213,839 .
4. Удельная нагрузка от давления ветра, действующего перпендикулярно проводу при отсутствии гололеда:
, (7.12)
где – коэффициент лобового сопротивления, равный 1,1 – для проводов диаметром 20 мм и более, свободных от гололеда; 1,2 – для всех проводов покрытых гололедом и для проводов диаметром меньше 20мм свободных от гололеда [15]; – коэффициент, учитывающий влияние длины пролета на ветровую нагрузку, принимается по [15] и составляет 1,04; – коэффициент, учитывающий неравномерность скоростного напора ветра по пролету, принимается по [15] и составляет 1,0; – коэффициент надежности по ветровой нагрузке, равный 1,1 [15];
5. Удельная нагрузка от давления ветра при наличии гололеда:
, (7.13)
где – принимается для ветрового давления и согласно [15] составляет 1;
6. Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода без гололеда:
, (7.14) 34,800 31,576 46,99 .
7. Удельная нагрузка от давления ветра и веса провода, покрытого гололедом:
, (7.15) 213,839 177,962 278,204 .
Удельные нагрузки для троса определяются аналогичным образом. Результаты расчетов приведены в таблице 7.4.
Таблица 7.4 – Удельные нагрузки на провод и трос
7.2 Механический расчет проводов и троса
Механический расчет проводов и троса ВЛ заключается в определении напряжений в проводах и тросе и их стрел провеса во всех возможных в эксплуатации режимах и сравнении их с предельно допустимыми значениями. Для определения исходного режима необходимо рассчитать величины критических пролетов [15]. Первый критический пролет , м, определяется по формуле
, (7.16)
где – допустимое напряжение в проводе при среднегодовой температуре, ; – допустимое напряжение в проводе при низшей температуре, ; – модуль упругости провода, ; – температурный коэффициент линейного удлинения провода, ;
Второй критический пролет , м, определяется по формуле
, (7.17)
где – допустимое напряжение в проводе при наибольшей нагрузке, ; – температура гололеда, принимаемая равной -10 [3]; – наибольшая удельная нагрузка, ;
Третий критический пролет , м, определяется по формуле
, (7.18)
Так как и , то согласно [15], в качестве исходного режима следует использовать режим наибольшей нагрузки, которому соответствуют 120 , -10 , 278,204 . Расчет напряжения в проводе производится по уравнению состояния провода. Пример механического расчета проводов выполняется для режима высшей температуры. Уравнение состояния имеет вид [15]
, (7.19)
где , и – напряжение в проводе, удельная нагрузка и температура в исход режиме; , и – то же в рассчитываемом режиме.
Выполняется расчёт напряжения в режиме высшей температуры :
19,2 8,25 20 -10 .
Данное кубическое уравнение решается при помощи программы Excel, результат равен 15,864 Н/мм2.
Стрела провеса провода в режиме высшей температуры составит
Расчеты для остальных режимов выполняются аналогично. Результаты механического расчета провода для всех режимов представлены в таблице 7.5.
Таблица 7.5 - Результаты расчета провода на механическую прочность
Анализируя результаты расчета, представленные в таблице 7.5 можно сделать выводы о том, что: 1) Условия прочности провода выполняются, следовательно, механическая прочность проводов достаточна. 2) Условия и выполняются, следовательно, расстояние от нижнего провода до земли не менее допустимого, указанного в [15].
Расчет грозозащитного троса во многом аналогичен расчету провода. Однако порядок расчета троса определяется наименьшим расстоянием по вертикали между тросом и проводом в середине пролета в условиях грозового режима . Это значение определено ранее: 2,732 м. Стрела провеса троса в грозовом режиме , м, рассчитывается по формуле
, (7.20)
где – стрела провеса провода в грозовом режиме, м;
7,953 1,3 3 3,536 8,717.
Напряжение в тросе в грозовом режиме, , определяется по формуле
, (7.21)
Принимая в качестве исходного грозовой режим , по уравнению состояния определяются напряжения в тросе в режимах низшей и среднегодовой температуры и в режиме наибольшей нагрузки. Результаты расчета троса представлены в таблице 7.6.
Таблица 7.6 – Результаты расчета троса на механическую прочность
Анализируя результаты расчета, представленные в таблице 7.6 можно сделать вывод о том, что условия прочности троса выполняются, следовательно, выбранный трос пригоден для условий проектируемой линии в нормальных режимах работы.
7.3 Выбор изоляторов, линейной арматуры и защита проводов и троса от вибрации.
В нормальных режимах поддерживающая гирлянда изоляторов воспринимает осевую нагрузку, состоящую из веса провода, гололеда и веса самой гирлянды. Расчетные условия для выбора изоляторов в подвесной гирлянде [15]:
, (7.23) , (7
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (449)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |