В данном примере рассматривается расчет проверки шин и изоляторов на электродинамическую стойкость при коротких замыканиях в сети 10 кВ согласно ГОСТ Р 52736-2007.
Требуется проверить на электродинамическую стойкость шинную конструкцию (шины и изоляторы) на напряжение 10 кВ.
1. Ударный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ — iуд = 180 кА;
2. Изоляторы применяются типа ИОР, обладающие высокой жесткостью, то есть неподвижны при КЗ.
3. Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1 сечением 8х60 мм (выбраны ранее), расположены горизонтально в одной плоскости и имеют шесть пролетов.
5. Расстояние между осями проводников — а= 0,6 м (см.рис. 2а ГОСТ Р 52736-2007);
6. Толщина шины — b = 8мм = 0,008 м;
7. Высота шины — h = 60 мм = 0,06 м;
8. Погонная масса шины определяется по таблице 1 ГОСТ 15176-89 для алюминиевой шины с размерами 8х60 мм — m = 1,292 кг/м;
9. Модуль упругости шин – Е = 7*1010 Па (см. таблицу 3 ГОСТ Р 52736-2007);
10. Допустимое напряжение материала – σдоп. = 137 МПа (см. таблицу 3 ГОСТ Р 52736-2007);
1. Определяем момент инерции J и момент сопротивления W по расчетным формулам согласно таблицы 4:
2. Определяем частоту собственных колебаний шины по формуле 22 [Л1, с.12]:
где: r1 = 4,73 – параметр основной частоты собственных колебаний шины, определяется по таблице 2 [Л1, с. 5]. В данном примере шины и изоляторы остаются неподвижными при КЗ, исходя из этого расчетный номер схемы №3.
3. Определяем коэффициент динамической нагрузки η при трехфазном КЗ в зависимости от отношения f1/fсинх = 315/50 = 6,3 при этом fсинх = 50 Гц. Согласно рисунка 5 коэффициент динамической нагрузки η = 1.
4. Определяем коэффициент формы Кф = 0,95 по кривой, где отношение b/h = 0,10, согласно рисунка 1.
5. Определяем коэффициент Красп = 1 по таблице 1, когда шины расположены в одной плоскости, см. рис.2а.
6. Определяем коэффициент λ = 12, согласно таблицы 2 [Л1, с.5].
7. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ по формуле 2 [Л1, с.4].
- l = 1,0 м – длина пролета, м;
- а = 0,6 м — расстояние между осями проводников (фазами), м;
- iуд. = 180*10 3 А – ударный ток трехфазного КЗ, А;
- Кф = 0,95 – коэффициент формы;
- Красп. = 1,0 – коэффициент, зависящий от взаимного расположения проводников.
8. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ по формуле 18 [Л1, с.11]:
- l = 1,0 м – длина пролета, м;
- η = 1,0 – коэффициент динамической нагрузки;
- λ = 12 – коэффициент, зависящий от условия закрепления шин;
- W = 4,8*10 -6 м3 – момент сопротивления поперечного сечения шины.
Сравниваем полученное максимальное напряжение в шинах σмах. = 154 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа из таблицы 3. Как видно из результатов расчетов σмах. = 154 МПа > σдоп. = 137 МПа – условие электродинамической стойкости не выполняться .
Читайте также: Датчики давления в шинах хендай соната 2019
Поэтому для снижения напряжения в материале шин необходимо уменьшить длину пролета.
9. Определяем наибольшую допустимую длину пролета, м:
Принимаем длину пролета l = 0,9 м.
10. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ, с учетом длины пролета l = 0,9 м.
Условие электродинамической стойкости выполняется: σмах. = 125 МПа
где: Fразр. = 20000 Н — минимальная механическая разрушающая сила на изгиб, принимается по каталогу на изолятор.
Выбранные шины и изоляторы удовлетворяют условию электродинамической стойкости, с длиной пролета l = 0,9 м.
1. ГОСТ Р 52736-2008 – Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
Видео:НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ШИНЫ ЭТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ АВТОМОБИЛИСТСкачать
Пример выбора жестких шин 10 кВ
Для питания ЗРУ-10 кВ требуется выбрать и проверить сечение сборных шин 10 кВ от силового трансформатора мощностью 16 МВА.
- Максимальный трехфазный ток КЗ на шинах 10 кВ – Iк.з = 9,8 кА;
- Силовой трансформаторов типа ТДН-16000/110-У1 загружен на 60%.
Согласно ПУЭ 7-издание п.1.3.28 проверку по экономической целесообразности не выполняют, поэтому выбор шин будет выполняться только по длительно допустимому току (ПУЭ 7-издание п.1.3.9 и п.1.3.22).
Проверку шин производят на термическую и электродинамическую стойкость к КЗ (ПУЭ 7-издание п.1.4.5).
Видео:Ширина шины: какая лучше? Простой способ выбратьСкачать
1. Выбор шин по длительно допустимому току
Выбор шин по длительно допустимому току (по нагреву) учитывают не только нормальные, но и послеаварийные режимы, а также режимы в период ремонтов и возможного неравномерного распределения токов между секциями шин [Л2, с.220].
1.1 Определяем ток нормального режима, когда трансформатор загружен на 60%:
- Sн.тр-ра = 16000 кВА – номинальная мощность трансформатора ТДН-16000/110-У1;
- Uн.=10,5 кВ – номинальное напряжение сети;
1.2. Определяем максимальный рабочий ток, когда один из трансформаторов перегружен на 1,4 от номинальной мощности (утяжеленный режим):
По таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание) определяем допустимый ток для однополосных алюминиевых шин прямоугольного сечения 80х8 мм с допустимым током Iдоп.о = 1320 А.
1.3. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х8 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
Iдоп.о =1320 А –длительно допустимый ток полосы при температуре шины θш = 70 °С, температуре окружающей среды θо.с = 25 °С и расположения шин вертикально (на ребро), определяемый по таблице 1.3.31 (ПУЭ 7-издание);
k1 — поправочный коэффициент при расположении шин горизонтально (плашмя), согласно ПУЭ 7-издание п. 1.3.23, должны быть уменьшены на 5% для шин с шириной полос до 60 мм и на 8% для шин с шириной полос более 60 мм. Принимаем k1 = 0,92 (так как шины будут расположены плашмя).
k2 – поправочный коэффициент для шин при температуре окружающей среды (воздуха) θо.с отличной от 25 °С, определяемый по ПУЭ 7-издание таблица 1.3.3. Принимаем k3 = 0,94 с учетом, что среднеемесячная температура наиболее жаркого месяца равна +30 °С.
Читайте также: Tourador шины что за бренд
Принимаем сечение шин 80х10 мм, с допустимым током Iдоп.о =1480 А.
1.4. Определяем длительно допустимый ток для прямоугольных шин сечением 80х10 мм с учетом поправочных коэффициентов по формуле 9.11 [Л1, с.170]:
Принимаем шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм.
Видео:Ширина шин и рысканье автомобиляСкачать
2. Проверка шин на термическую устойчивость
2.1. Определяем тепловой импульс, который выделяется при токе короткого замыкания по выражению 3.85 [Л2, с.190]:
- Iп.0 = 9,8 кА – начальное действующее значение тока КЗ на шинах 10 кВ.
- Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания. Для ориентировочных расчетов значение Та определяем по таблице 3.8 [Л2, с.150]. Для трансформатора мощность 16 МВА, принимаем Та = 0,04. Если же вы хотите более точно рассчитать значение Та, можете воспользоваться формулами, представленными в пункте 6.1.4 ГОСТ Р 52736-2007.
2.1.1. Определяем полное время отключения КЗ по выражению 3.88 [Л2, с.191] и согласно пункта 4.1.5 ГОСТ Р 52736-2007:
tоткл.= tр.з.+ tо.в=0,1+0,07=0,18 сек.
- tр.з. – время действия основной защиты трансформатора, равное 0,1 сек (АПВ – не предусмотрено).
- tо.в – полное время отключения выключателя выбирается из каталога, равное 0,07 сек.
2.2. Определяем минимальное сечение шин по термической стойкости при КЗ по выражению 3.90 [Л2, с.191]:
где: С – функция, значения которой приведены в таблице 3.14. Для алюминиевых шин С = 91.
Как мы видим ранее принята алюминиевая шина сечением 80х10 мм – термически устойчива.
Видео:Что такое силовая неоднородность?Скачать
3. Проверка шин на электродинамическую устойчивость
- Ударный ток трехфазного КЗ на шинах 10 кВ — iуд = 24,5 кА;
- Шины выполнены из алюминиевого сплава марки АД31Т1 сечением 80х10 мм, расположены горизонтально в одной плоскости (плашмя) и имеют восемь пролетов.
- Длина пролета — l = 0,9 м;
- Расстояние между осями проводников — а= 0,27 м (расположение шин см.рис. 2а ГОСТ Р 52736-2007);
- Толщина шины — b = 10 мм = 0,01 м;
- Высота шины — h = 80 мм = 0,08 м;
3.1. Определяем момент инерции J и момент сопротивления W по расчетным формулам согласно таблицы 4 ГОСТ Р 52736-2007:
3.2. Определяем частоту собственных колебаний для алюминиевой шины по выражению 4.18 [Л2, с.221]:
где: S = 800 мм 2 = 8 см 4 – поперечное сечение шины 80х10 мм.
Если же у вас медные шины, то частоту собственных колебаний определяют по выражению 4.19 [Л2, с.221]:
В случае, если частота собственных колебаний больше 200 Гц, то механический резонанс не возникает. Если f0 200 Гц, поэтому расчет можно вести без учета колебательного процесса в шинной конструкции [Л2, с.221].
3.3. Определяем наибольшее удельное усилие при трехфазном КЗ по выражению 3.74 [Л2, с.221]:
- а = 0,27 м — расстояние между осями проводников (фазами), м;
- iуд. = 24,5*103 А – ударный ток трехфазного КЗ, А;
- Если расстояние между фазами а > 2*(b+h) > 2*(0,01+0,08); а = 0,27 м > 0,18 м, то в этом случае коэффициент формы kф = 1,0 [Л2, с.221];
Читайте также: Шины для хендай солярис r16 размер
3.4. Определяем максимальную силу, действующую на шинную конструкцию при трехфазном КЗ, данное значение нам понадобиться для проверки опорных изоляторов на механическую прочность [Л2, с.227]:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- kп – поправочный коэффициент на высоту шины, если она расположена на ребро см. рис.4.8. В данном примере шины расположены горизонтально (плашмя), поэтому kп = 1,0:
где: Hиз. – высота изолятора.
Дальнейший расчет шинной конструкции в части выбора опорных изоляторов представлен в статье: «Выбор опорных изоляторов для шинного моста 10 кВ».
3.5. Определяем максимальное напряжение в шинах при трехфазном КЗ, возникающее при воздействии изгибающего момента по выражению 4.20 [Л2, с.222]:
- l = 0,9 м – длина пролета, м;
- W = 10,7 см 3 – момент сопротивления поперечного сечения шины, определенный ранее.
3.6. Сравниваем полученное максимальное напряжение в шинах σрасч. = 2,91 МПа с допустимым напряжением материала σдоп. = 137 МПа из таблицы 3 ГОСТ Р 52736-2008.
Обращаю ваше внимание, что сравнивается максимальное напряжение в шинах с допустимым напряжением в материале жестких шин, а не с допустимым напряжением в области сварного соединения, согласно ГОСТ Р 52736-2008 пункт 5.3.1 и ПУЭ 7-издание пункт 1.4.15.
Как видно из результатов расчетов σрасч. = 2,91 МПа Вывод:
Выбранные шины марки АД31Т1 сечением 80х10 мм удовлетворяют условию электродинамической стойкости, с длиной пролета l = 0,9 м.
- Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том I. А.А. Федоров, 1986 г.
- Электрооборудование станций и подстанций. Второе издание. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. 1980 г.
- ГОСТ Р 52736-2008 – Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
Поделиться в социальных сетях
Если вы нашли ответ на свой вопрос и у вас есть желание отблагодарить автора статьи за его труд, можете воспользоваться платформой для перевода средств «WebMoney Funding» и «PayPal» .
Данный проект поддерживается и развивается исключительно на средства от добровольных пожертвований.
Проявив лояльность к сайту, Вы можете перечислить любую сумму денег, тем самым вы поможете улучшить данный сайт, повысить регулярность появления новых интересных статей и оплатить регулярные расходы, такие как: оплата хостинга, доменного имени, SSL-сертификата, зарплата нашим авторам.
В данной статье будет рассматриваться выбор кабеля (провода) по нагреву при повторно-кратковременном.
В данном примере нужно выбрать сечение гибких шин для питания ЗРУ-10 кВ от силового трансформатора типа.
В данной статье будет рассматриваться пример расчета реактивной мощности воздушной линии напряжением 10.
Требуется определить потери активной и реактивной мощности в автотрансформаторе типа АТДЦТН-125000/220/110.
Требуется определить относительную величину потери напряжения автотрансформатора типа АТДЦТН-125000/220/110.
Отправляя сообщение, Вы разрешаете сбор и обработку персональных данных.
Политика конфиденциальности.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🎬 Видео
Технарь. Как оптимизировать дисбаланс диска шиной Режим Opt при балансировке колеса на станках СТОРМСкачать
Динамическая балансировка колёс.Скачать
Понимание сопротивления качению!Скачать
Провода, токопровод, шиныСкачать
Важность скольжения шинСкачать
Что будет если изменить размеры шины и КАК это повлияет на разгонСкачать
Накачка шин азотом. Есть ли смысл накачивать азотом?Скачать
Реактивная мощность за 5 минут простыми словами. Четкий #энерголикбезСкачать
Левые и правые шины. Асимметричные и направленные. Разница?Скачать
Динамическая балансировкаСкачать
А вы знали что обозначает этот индикатор на шинах 🔺Скачать
Что такое силовая неоднородность шины и какие методы борьбы с ней есть в современном мире!Скачать
ТЕСТ КОНЦЕНТРАТА ДЛЯ МАСЛА. Такой добавки я ещё не видел. Изобретателям надо дать Нобелевскую премиюСкачать
Как ВЕС И РАЗМЕР КОЛЕС влияет на РАЗГОН на СЛАБОМ АВТОМОБИЛЕ. ЛЕГКИЕ диски против ТЯЖЕЛЫХ.Скачать
Какая твердость по ШОРУ у автошины? Как сделать шину мягче? Обучение для специалистов шиномонтажа.Скачать
16-2 Динамическая устойчивость простейшей электропередачиСкачать
