Электроснабжение и релейная защита нефтеперекачивающей станции (стр. 5 из 12)
В качестве минимального тока КЗ, который необходим для проверки чувствительности релейных защит, используют ток двухфазного КЗ в наиболее удаленной точке. Минимальное значение тока КЗ можно определить по формуле:
(3.1.41) 
(3.1.42)Результаты расчета токов КЗ сведены в табл. 3.1.8.
Таблица 3.1.8
Результаты расчета токов КЗ
| Точка КЗ | Ik(3), кА | iуд, кА | Ik(2), кА |  |
| К-1 | 28,3 | 44,02 | 24,5 | 1838,13 |
| К-2 | 45,32 | 81,38 | 39,24 | 939,14 |
IV ВЫБОР ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ТИПОВЫХ ЯЧЕЕК КРУ-10 кВ
4.1. Выбор сечения и марки кабелей
Сечение кабелей выбирают по техническим и экономическим соображениям.
Произведем выбор сечений по расчетным токам. За расчетные токи потребителей примем их номинальные значения.
Для основных двигателей номинальный ток определится:
(4.13)где Рном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;
Uном – номинальное напряжение, кВ;
сosφ – коэффициент мощности электродвигателя.
Для подпорных двигателей номинальный ток определится:
Для трансформаторов типа ТМ 10000/35 номинальный ток определится:
, (4.14)где Sном.т – номинальная мощность каждого из трансформаторов, кВ*А;
Uном – номинальное напряжение; 110 кВ.
Для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ-10кВ в качестве расчетного тока принят ток послеаварийного режима, когда одна питаю-щая линия вышла из строя. Расчетный ток для этого случая определим по величине расчетной мощности:
(4.15)где S.р – полная расчетная мощность электродвигателей, кВ*А;
Uном – номинальное напряжение, 10кВ.
Результаты расчета сведены в табл. 4.6.
Таблица 4.6
Выбор сечений и марки кабелей
| Наименование потребителей | Основнойэлектродвигатель | Подпорныйэлектродвигатель | ЗРУ-10 кВ | ТрансформаторТМ 10000/35 |
| Расчетная мощность, кВт | 2500 | 800 | 7260 | 25000 |
| Номинальный ток, А | 152,74 | 51,151 | 419,16 | 164,9 |
| Длительно допустимый ток, А | 270 | 60 | 740 | 300 |
| Сечение жилы кабеля, мм2 | 185 | 16 | 480 | 150 |
| Принятая марка кабеля | СБ2лГ 3х120 | СБ2лГ3х95 | ШАТ 80х6 | АС-70 |
Условие выбора сечения жил кабеля по допустимому нагреву при нормальных условиях прокладки: номинальный ток должен быть меньше либо равен допустимому току.
. (4.16)Проанализировав данные табл. 4.2 можно сделать вывод, что выбранные сечения удовлетворяют нашим условиям.
4.2 Выбор ячеек КРУ
В качестве распределительного устройства 10 кВ применим закрытое распределительное устройство (ЗРУ). ЗРУ состоит из отдельных ячеек различного назначения.
Для комплектования ЗРУ-10 кВ выберем малогабаритные ячейки КРУсерии К-104 Кушвинского электромеханического завода. Данные ячейки отвечают современным требованиям эксплуатации, имеют двухсторонний коридор обслуживания, выкатные тележки с вакуумными выключателями, безопасный доступ к любому элементу КРУ. Релейный и кабельный отсеки отделены от отсека коммутационных аппаратов металлическими перегородками, все коммутации производятся только при закрытой наружной двери, имеются функциональные блокировки.
В состав КРУ серии К-104 входят вакуумные выключатели с электромагнитным приводом, трансформаторы тока,трансформаторы напряжения, предохранители, разъединитель с заземляющими ножами, релейный шкаф с аппаратурой, клапаны сброса давления в сочетании с датчиками дуговой защиты.
КРУ серии К-104 предназначены для установки в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий. Обслуживающая среда должна быть невзрывоопасной, не содержать агрессивных газов и испарений, химических отложений, не насыщенной токопроводящей пылью и водяными парами.
4.3. Выбор шин
В качестве сборных шин выбираем алюминиевые шины прямоугольного сечения размером 80х6 мм. Длительно допустимый ток при одной полосе на фазу составляет Iдоп = 740А. Условие выбора:
; (4.3.50) 
Проверим шины на электродинамическую стойкость к токам КЗ.
Шину, закрепленную на изоляторах можно рассматривать как многопролетную балку.
Наибольшее напряжение в металле при изгибе:
, (4.3.51)гдеМ – изгибающий момент, создаваемый ударным током КЗ, Н×м;
W – момент сопротивления, м3.
Изгибающий момент для равномерно нагруженной многопролетной балки равен:
, (4.3.52)гдеF-сила взаимодействия между проводниками при протеканиипо ним ударного тока КЗ, Н;
– расстояние между опорными изоляторами, 
, (4.3.53)где
– расстояние между токоведущими шинами, 
= 0,35 м; 
– коэффициент формы, 
=1,1.Момент сопротивления:
, (4.3.54)где b,h – соответственно узкая и широкая стороны шины, м.
Тогда наибольшее напряжение в металле при изгибе:
Допустимое напряжение при изгибе для алюминиевых шин 70 МПа.
Следовательно выбранные шины удовлетворяют условиям электродинамической стойкости.
Для проверки возможности возникновения механического резонанса в шинах определим частоту свободных колебанийшин:
(4.3.55)где
– пролет шины, =1,1 м; 
– модуль упругости материала шин, для алюминия =7,2×1010 Н/м2; 
– масса единицы длины шины, = 0,666 кг/м; 
– моментинерциисеченияшинотносительноосиизгиба. 
(4.3.56)Т. к.
, то явление резонанса не учитываем.Проверим шины на термическую стойкость к токам КЗ.
Минимально допустимое сечение алюминиевых шин:
(4.3.57)где
– периодическая составляющая тока КЗ в точке КЗ; 
– приведенное время КЗ. 
(4.3.58)где
– время действия апериодической составляющей времени КЗ; 
– время действия периодической составляющей времени КЗ.Для времени отключения КЗ
и β” = 1: 
(4.3.59) 
Выбранные шины удовлетворяют условиям термической стойкости, т.к.
, (4.3.60)или
.