Дипломная работа: Проект электрокотельной ИГТУ
В нашем случае максимальное напряжение в проводе наступает при низкой
температуре, так как действительный пролёт меньше критического. Значение
напряжения для низкой температуры в [14] и составляет σМ=10.5 кг/мм2.
Подставим величину известного напряжения для заданных условий в данное
выражение и определим действительное напряжение в проводе при низкой
температуре и ветре
Данные для определения напряжения:
Заданное механическое напряжение σM=10.5 при
температуре ТМ=-40 ˚С и удельной нагрузке γ1=3.46·10-3 кг/м·мм2.
Модуль упругости Е=8.25·103 Па, тогда
-
коэффициент упругого удлинения материала, т.е. величина, показывающая
изменение единицы длины провода при увеличении напряжения материала на 1
кг/мм2. α=23·10-6, град-1 – температурный коэффициент линейного расширения
материала провода.
Подставим заданные и реальные значения для ветра и гололёда.
При данном сочетании параметров напряжение будет
Данное уравнение решаем в Mathcad-е и получаем два решения –
комплексные числа и одно – действительное, оно и будет искомым напряжением в
проводе при ветре и низкой температуре. σ=11.65 кг/мм2
Максимальным напряжением для данного провода является значение 13.2 кг/мм2,
т.е. напряжение, возникающее в проводе при длине пролёта 170 м ветре и низкой
температуре близко к максимальному, не превышает его, значит провод АС-150/19
пригоден к использованию.
Определим стрелу провеса провода
м
Длина провода в пролёте будет:
м
Нормативное расстояние от проводов ВЛ-220кВ до земли СН=7м.
Активная высота опоры Н-15м.
Максимальная высота провеса
SMAX = Н – (Сн + 0,4) = 15 - (7 + 0,4) =7,6 м (103)
Где 0,4 – запас в габарите на возможные неточности в монтаже.
В нашем случае максимальная высота провеса составляет 1.71 м, значит по
этому пункту проверки провод тоже проходит.
На
подходе к ГПП линия защищается грозозащитным тросом, представляющим собой
стальной оцинкованный канат сечением 50 мм²
Выбор типа и расчет изоляторов арматуры Для гирлянд 220 кв.
Для установки принимаем подвесные фарфоровые изоляторы, которые
предназначены для крепления многопроволочных проводов к опорам воздушных линий
и наружных РУ.
Различают подвесные изоляторы тарельчатые и стержневые. Для установки
выбираем тарельчатые изоляторы, предназначенные для местностей, прилегающих к
химическим, металлургическим заводам, где воздух содержит значительное количество
пыли, серы и других веществ, которые образуют на поверхности изоляторов вредный
осадок, снижающий их электрическую прочность.
Тарельчатые изоляторы способны выдерживать натяжение порядка 10 – 12 кН.
Механическую прочность изоляторов характеризуют испытательной нагрузкой,
которую изолятор должен выдерживать в течение 1 часа без повреждений.
Расчетную нагрузку на тарельчатые изоляторы принимают равной половине
часовой испытательной.
Гирлянды подвесных изоляторов бывают поддерживающими (располагаются вертикально
на промежуточных опорах) и натяжные (размещаются на анкерных опорах почти
горизонтально).
Количество изоляторов в гирлянде зависит от номинального напряжения и
требуемого уровня изоляции. Количество изоляторов в поддерживающих гирляндах
нормируется [15].
Поддерживающие гирлянды воспринимают нагрузку от веса провода и от
собственного веса.
Определяем коэффициент запаса прочности [15].
При работе ВЛ в нормальном режиме П ≥ 2.7, при среднегодовой
температуре, при отсутствии гололеда и ветра – не менее 5.0.
2.7(P7 · lВЕС + σГ) ≤ P
5
(P1 · lВЕС + σГ) ≤ P
2.7·(1.48·170.5 + 40) = 7893 Н
5 ·(0.599·170.5 + 40) =710,6 Н
где Р – электромеханическая нагрузка изолятора [15];
Р1,Р1 - единичная нагрузка соответствующей массы провода и от веса
провода с гололедом (механический расчет ЛЭП);
lВЕС - весовой пролет (м); σГ - масса
гирлянды для ВЛ-220 кВ (составляет 40 кГс/см).
Выбираем гирлянды типа ПФ-16Б. Гарантированная прочность 12000Н по 6
элементам в гирлянде.
Выбираем тип изоляторов натяжных гирлянд, воспринимающих нагрузку от
тяжести провода и собственного веса.
Усилие
на изоляторы от провода при гололёде:
Н,
где σГ – значение напряжения в проводе при гололёде.
Усилие, создаваемое весом провода при температуре воздуха –40 ˚С и
ветре:
Н,
где σН – значение напряжения в проводе при низкой температуре и
ветре.
S – полное сечение провода (мм ²);
P6, P1 - единичная нагрузка от собственной
массы провода и от веса провода с гололедом (механический расчет ЛЭП);
l - весовой пролет (м);
БГ - масса гирлянды для ВЛ-220 кВ (40кгс/с)
Выбираем гирлянды изоляторов типа ПФ16-А с
гарантированной прочностью 82000Н по 18 элементов в гирлянде.
3.8 РАСЧЕТ
ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Схема замещения для расчета токов
короткого замыкания составляется по расчетной схеме сети.Расчет токов короткого
замыкания производится в относительных единицах, для чего выбираются базовые
величины или условия: мощность, напряжение, ток и сопротивление.
Принимаем базисную
мощность : SБ=100 МВА
В качестве базисного
напряжения принимаем напряжение ступени короткого замыкания, в зависимости от
которого вычисляется базисный ток:
1.UБ1 = 230 кВ
2.
U Б2 = 6,3 кВ
3.
U Б3 = 0,4 кВ
Расчетные выражения
приведенных значений сопротивлений:
1.
Энергосистема:
где Iотк.ном = 20 кА – номинальный ток
отключения выключателя.
2.
Воздушная линия
220 кВ:
где х0 = 0,35 Ом/км –
удельное индуктивное сопротивление жилы кабеля на километр длины [11];
L1 = 20 км – длина линии.
3.
Трансформатор ТДТН
- 40 МВА:
Где Uк = 22% - напряжение короткого
замыкания;
4.
Кабельная линия 6
кВ на ввод КТП:
rкл = r0 × L2 ×0,118 × 0,02 × = 0,37
где r0 =0,118 Ом/км – удельное активное
сопротивление жилы кабеля на километр длины [11].
5.
Трансформатор
ТМ-100 кВА:
XT2==4,5
где Sн.тр =0,1 МВА – номинальная мощность
трансформатора КТП.
Короткое замыкание в точке
К-1:
1. Результирующее
сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл =
0,0125 + 0,013 = 0,0255
2.Начальное значение периодической
составляющей тока короткого замыкания:
3.
Периодическая составляющая тока
короткого замыкания в момент времени t = ∞:
4.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-1 = ∙ КУ ∙ I
П.О.К-1= ∙ 1,8 ∙ 11,8 =
30 кА
где КУ =1,8 –ударный
коэффициент для сетей выше 1000 В [8].
Короткое замыкание в
точке К-2:
Результирующее сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл +
Х* т1 = 0,0125 + 0,013 + 0,55 =0,68
При коротком замыкании в
точке К-2 будет действовать суммарный ток – от энергосистемы и от электродвигателей.
При близком коротком замыкании напряжение на выводах электродвигателя
оказывается меньше их ЭДС, электродвигатели переходят в режим генератора, и
подпитывают током место повреждения.
2.Начальное значение периодической
составляющей тока короткого замыкания:
От системы:
От асинхронного двигателя мощностью
315 кВт:
Кратность пускового тока: Кп = 5,5
[3]
Определяем сверхпереходное
сопротивление:
Хd''=1 / КП = 1 / 5,5 = 0,18
Сверхпереходный ток, генерируемый
асинхронным двигателем:
I"АД= кА
где Е" = 0,9 – сверхпереходная
Э.Д.С., о.е. [8];
IАД = 38 А – номинальный ток
двигателя;
Суммарный ток короткого
замыкания:
I П.О.К-2 = I П.О.С.К-2 + I²АД = 13,53+0,19 = 13,85 кА
3.Периодическая составляющая тока
короткого замыкания в момент времени t = ∞:
От системы:
4.Ударный ток короткого замыкания:
От системы:
iУ. К-2 = ∙ КУ ∙ I
П.О.С.К-2 = ∙ 1,8 ∙ 13,53
= 34,44 кА
От асинхронного двигателя мощностью
315 кВт:
iУ.АД = ∙ КУ ∙ I
"АД = ∙ 1 ∙ 0,19 =
0,27 кА
Суммарный ударный ток
короткого замыкания:
iУ.К-2 = iУ.. К-2 + iУ АД =34,44+0,27 = 34,71 кА.
Короткое замыкание в
точке К-3:
1. Результирующее сопротивление:
Индуктивное
сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл +
Х* т1 + Х* кл =
=
0,0125+0,013+0,55+0,36=0,94
Активное сопротивление: r* РЕЗ = r* кл = 0,37
Результирующее полное
сопротивление:
Z* РЕЗ = =
1,01
Начальное значение
периодической составляющей тока короткого замыкания:
4. Периодическая составляющая тока
короткого замыкания в момент времени
t = ∞:
5.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-3 = ∙ КУ ∙ I
П.О.К-3= ∙ 1,8 ∙ 9,1 =
23,2 кА
Короткое замыкание в
точке К-4:
1. Результирующее сопротивление:
Индуктивное
сопротивление:
Х* РЕЗ = Х* с + Х* вл +
Х* т1 + Х* кл + Х* т2 =
=0,0125+0,013+0,55+0,36+4,5=5,44
Активное сопротивление: r* РЕЗ = 0,8
Результирующее полное
сопротивление:
Z* РЕЗ = =
5,5
2.Начальное значение периодической
составляющей тока короткого замыкания:
3.Периодическая составляющая тока
короткого замыкания в момент времени t = ∞:
4.Ударный ток короткого замыкания:
iУ К-4 = ∙ КУ ∙ I П.О.К-4
= ∙ 1,2 ∙26,2 =
66,7 кА
КУ=1,2 –ударный
коэффициент при К.З. за трансформатором [8].
Результаты
расчетов токов трехфазного короткого замыкания заносим в сводную таблицу 3.15.
Таблица 3.15. Сводная
таблица расчета токов короткого замыкания.
Точка К.З. |
U ,кВ |
I П.О (3) , кА |
I ∞ (3)
, кА |
i У , кА |
К-1 |
230 |
11,8 |
11,8 |
30 |
К-2 |
6,3 |
13,85 |
13,85 |
34,89 |
К-3 |
6,3 |
9,1 |
9,1 |
23,2 |
К-4 |
0,4 |
26,2 |
26,2 |
66,7 |
3.9 Выбор аппаратов на
напряжение выше 1000 В
1. Выбор высоковольтных выключателей.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26
|