Файл: Шаповалов, Б. Т. Электрооборудование насосных станций учебное пособие.pdf

устойчивость при коротких замыканиях сборные шины, разъедини­ тели, выключатели и кабели распределительного устройства круп­ ной насосной станции. Однолинейная схема распределительного устройства показана на рис. 98.

Шины должны быть выбраны на ток нагрузки /ном= 2200 А. На­ пряжение установки 10,5 кВ. Токи короткого замыкания, вычислен-

Рис. 98. Однолинейная схема распределительного устройства насосной станции

ные с учетом подпитывания точек к. з. током, генерируемым синх­ ронными двигателями основных насосов станции: для точки К- 1

(см. рис. 98). /"(3)=50 000 А; /1^ = 40 000 А; для точки К-2 Г'@)=

= 46 150 А; /£> = 38 520 А (максимальные значения токов короткого замыкания, протекающих через разъединители и масляные выклю­ чатели). Продолжительность действия защиты шин ^ = 3,5 с. Вык­ лючатели линий, питающих шины, обычного типа (4 = 0,15 с). Рас­ положение шин, исходя из удобств компоновки, следует взять по рис. 90, в. Ток нагрузки отходящих от сборных шин кабелей Люм.каб—550 А. Кабели служат для питания двигателей основных насосов станции, они проложены к каждому двигателю в канале. Продолжительность действия защиты кабельной линии /р= 2 с, выключателей двигателей основных насосов 4 = 0,15 с. Продолжи­ тельность использования максимальной нагрузки кабеля 7'макс.ч= = 4800 ч.

Выбор шин. Так как выбирают сборные шины распределитель­ ного устройства, то по экономической плотности тока их не рассчи­ тывают.

149

Прежде всего выберем материал шин и их форму. В качестве материала для шин возьмем наиболее распространенный в настоя­ щее время — алюминий. Форму шин в соответствии с рекомендация­ ми примем прямоугольную. Прямоугольные шины лучше охлаж­ даются, их легко собирать в пакеты и крепить.

По таблице длительно допустимых токов нагрузки на голые ши­ ны (при допустимой температуре нагрева шины 70° С и расчетной температуре воздуха 25° С) подбираем окрашенные алюминиевые шины прямоугольного сечения. Как это видно из таблицы, при мак­ симальном стандартном сечении одной полосы 5=1200 мм2, ее дли­ тельно допустимый ток /доп= 2070 А, номинальный же ток выбирае­ мых шин / НОм . ш = 2200 А. Следовательно, установка одной такой полосы на фазу недостаточна. Берем две полосы на фазу сечением каждая 5=100X 8 = 800 мм2 и объединяем их в пакет. Это дает возможность для длительного протекания тока, равного 2390 А; таким образом, выбранное сечение нас вполне удовлетворяет.

Проверяем выбранные шины на термическую устойчивость при коротком замыкании (точка К-1)- Длительность действия тока ко­ роткого замыкания на шины t = tp+ t3 = 3,5 + 0,15 = 3,65 с. Определя­ ем фиктивное время действия тока короткого замыкания.

ны не учитываем; следовательно /ф= /ф.п=3 , 1 5 с. По кривым для определения температуры нагрева токоведущих частей при корот­ ком замыкания (для алюминия) для { 1 н = ' в ’д о п = 7 0 ° С. Находим зна­ чение абсциссы Лн = 0 , 5 - 1 0 4.

+ 0,5-104 ~ 0,7• 104. По той же кривой нагрева для алюминия по зна­ чению абсциссы Лк определяем температуру нагрева шин при ко­ ротком замыкании тЭ-к = Ю0° С, что вполне допустимо, так как для

аЛЮМИНИЯ 'Ок.макс= 200° С.

Проверяем шинную конструкцию на электродинамическую ус­ тойчивость (механическую прочность) при коротком замыкании. Определяем электродинамическое усилие, действующее между дву­

150

Л = ■ 8qrioo~^ Toe = ° ’0 7 4 ’ т = 7оо= 0,08и^ф’ 0ПРеделенный

по соответствующей кривой, равен примерно 0,28, т. е. /Сф = 0,28. Тогда

Рассчитаем напряжение материала шин в зависимости от силы взаимодействия между фазами сгф, для чего определим сначала силу взаимодействия между фазами

Определяем наибольший изгибающий момент, действующий на

151

Находим суммарное напряжение в материале шин

новки номинальным напряжением 10 кВ. Таким образом, необходи­ мое условие выбора по напряжению удовлетворено. Действительно, Нмакс.раб.уст^ 1,15 4/Ном.изол, так как 10,5 кВ< 1,15-10 кВ. Разруша­ ющая нагрузка на изгиб такого изолятора /?ра3р= 375 кг. Следова­ тельно, удовлетворено и условие необходимой механической проч­ ности /7расч^7'доп = 0,6 FразР; действительно, 214<0,6-375 = 224 кг. Поскольку необходимые условия удовлетворены, изолятор выбран

правильно.

Выбор и проверка на устойчивость разъединителей и выключа­ телей. В соответствии с условиями примера разъединители долж­ ны быть выбраны на ток 550 А при напряжении 10,5 кВ. Опреде­ лим ток термической устойчивости при коротком замыкании, кото­ рому должен удовлетворять выбираемый разъединитель.

Контрольной для проверки подлежащих выбору разъедините­ лей и масляных выключателей является точка К-2 (см. рис. 98), так как при коротком замыкании в этой точке через выбираемые разъединители и выключатели проходит максимальный возмож­ ный ток короткого замыкания.

Определяем t$, для чего предварительно узнаем действитель­ ную продолжительность действия на разъединители и выключате­ ли тока короткого замыкания и значение коэффициента р".

выбираемых разъединителей и выключателей определим ударное значение тока короткого замыкания (точка K-2 )i{3)? =/"(3). 2 , 5 5 = =46 150-2,55=117 600 А. Сопоставляя расчетные значения с со­ ответствующими гарантируемыми значениями (приведенными в ка­ талоге), выбираем трехфазные разъединители РВ с Пном=10 кВ и

7вдм= 1000 А.

152

Сопоставляем расчетные и приведенные- в каталоге данные:

но

При сопоставлении расчетных и гарантируемых значений разъе­ динителя обращает на себя внимание значительная разница в ве­ личине токов. Гарантируемый ток выбранного разъединителя почти в два раза превышает расчетное значение тока цепи, в которой он устанавливается. Однако это не является результатом неправиль­ ного выбора. Дело в том, что вследствие большого расчетного зна­ чения ударного тока выбрать разъединитель с меньшим номиналь­ ным током (например на 600 А) нельзя, так как разъединители, рассчитанные на меньший ток, не удовлетворяют условиям динами­

ческой У С Т О Й Ч И В О С Т И (/макс.амплС» р расч)•

Выбор масляных выключателей. По условиям примера выклю­ чатели должны быть выбраны на ток / п .0 = ///(3)= 46 150 А = 46,5 кА (согласно заданию). Определяем предельную отключаемую выклю­ чателем мощность 5по= уз//,(3)-Пном.уст= 1,73-46,5-10,5 = 839 мВА.

Десятисекундный ток термической устойчивости был определен выше при выборе разъединителя: /юс = 28 000 А. Ударный ток,«характеризующий динамическую устойчивость, также уже был

найден (ip3)= 117 600 А ).

Сравнивая расчетные значения с соответствующими значе­ ниями, приведенными в каталоге, выбираем выключатель МГ-10, рассчитанный на номинальный ток / ном = 2000 А и Дном=Ю кВ. Со­

его устойчивость к токам короткого замыкания и возможность их отключения. Так как токи короткого замыкания весьма велики, то

153