Проверка сборных жестких шин на трансформаторных подстанциях

В закрытых РУ‑10 кВ сборные шины выполнены жесткими алюминиевыми шинами.

Сборные жесткие шины проверяются по [14]

– по длительно допускаемому току:

 

, (1.28)

 

где I_доп. – длительно допускаемый ток для проверяемого сечения, А;

I_р.max – максимальный рабочий ток сборных шин.

– по термической стойкости

 

, (1.29)

 

где q – проверяемое сечение, мм

q_min – минимальное допустимое сечение токоведущей части по условию её термической стойкости, мм ;

В_к – тепловой импульс тока короткого замыкания для характерной точки подстанции, кА ;

С – коэффициент,

Тепловой импульс тока короткого замыкания по [14] находим по формуле:

 

 (1.30)

 

где I_к – ток короткого замыкания на шинах подстанции, кА;

– время протекания тока короткого замыкания, с;

Т_а – постоянная времени цепи короткого замыкания, с.

Находим время протекания тока короткого замыкания, с.,

 

, (1.31)

 

где t_з – время срабатывания основной защиты, с;

t_в – полное время отключения выключателя, с.

– по электродинамической стойкости

 

, (1.32)

 

Электродинамическая стойкость шин, укрепленных на опорных изоляторах, проверяется по механическому напряжению , возникающему в них при коротком замыкании, МПа,

 

, (1.33)

 

где l – расстояние между соседними опорными изоляторами, м;

а – расстояние между осями шин соседних фаз, м;

i_у – ударный ток короткого замыкания, кА;

W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, м .

Ударный ток короткого замыкания определяем по формуле

                          (1.34)

 

Момент сопротивления однополюсных прямоугольных шин при расположении плашмя определяем по формуле

 

, (1.35)

 

где в – толщина шины, м;

h – ширина шины, м;

– допустимое механическое напряжение в материале шин.

Пример расчета:

На ЦРП установлены шины размером 40х5.

Проверяем по длительно допускаемому току.

Для шин сечением 200 мм , выполненных из алюминиевого материала по [9] длительно допускаемый ток Iдоп.=513 А.

Максимальный расчетный ток сборных шин Iр.max=69,28 А

513А > 69,28 А.

Проверяем по термической стойкости:

Сечение шин q=200 мм ;

время протекания тока короткого замыкания tк=0,14 с.

Для распределительных сетей напряжением 10 кВ постоянная времени цепи короткого замыкания Та = 0,045 с.

Ток короткого замыкания Iк = 5,58 кА таблица (1.11)

Тепловой импульс тока короткого замыкания:

 кА²с.

Согласно [12] для алюминиевых шин коэффициент С=88 .

Минимально допустимое сечение токоведущей части

 мм².

 

Условие проверки 200 мм > 21 мм  выполняется.

Проверяем по электродинамической стойкости:

Момент сопротивления шины:

 

 м³.

 

Ударный ток короткого замыкания:

 

 кА.

 

Механическое напряжение в материале шины при длине пролета l=1 м и расстоянии между шинами фаз а = 0,25 м

 

 МПа.

 

Допустимое механическое напряжение в материале шин [12] что больше . Таким образом, по результатам расчетов видно, что шины, установленные на подстанции ЦРП удовлетворяют условиям проверки.

Аналогичные расчеты для остальных подстанций приводим в таблице 1.12.

 

Таблица 1.12 – Проверка сборных шин в распределительных сетях 10 кВ ст. Февральск

Наименование подстанции	Тип токоведущих частей мм2	Соотношение паспортных данных и расчетных данных
		Iдоп. /Iр.max., А	q/qmin, мм2	, МПа
ЦРП	А‑40х5	513/69,28	200/21	40/6,6
ТП №16 «Склад ГСМ»	А‑40х5	513/69,28	200/17	40/40,2
ТП №17 «Локомотивное депо»	А‑40х4	456/173	160/15	40/4,3
ТП №18 «Котельная»	А‑60х6	827/69,28	360/15	40/1,2
ТП №55 «2‑й подъем»	А‑40х4	456/43,3	160/22	40/8,3
ТП №19 «Водозабор»	А‑40х5	513/28,3	200/16	40/3,9
ТП №8	А‑40х4	513/69,28	160/35	40/21,3
ТП №5	А‑40х4	456/109	160/49	40/31,3
ТП №2	А‑60х6	703/69	300/18	40/2,4
ТП №20 «Очистные»	А‑40х4	456/43,3	160/18	40/5,7
РППЦ-АБ	А‑30х4	347/70	120/28	40/25,3

 

По результатам расчетов видно, что сборные шины в распределительных сетях 10 кВ, полностью удовлетворяют паспортным данным.