И аппаратов по продолжительным режимам работы

Продолжительный режим работы электротехнического устройства − это режим, продолжающийся не менее чем необходимо для достижения установившейся температуры его частей при неизменной температуре охлаждающей среды. Продолжительный режим имеет место, когда электроустановка находится в одном из следующих режимов: нормальном, ремонтном, послеаварийном.

Нормальный режим предусмотрен планом эксплуатации. В нормальном режиме функционируют все элементы данной электроустановки, без вынужденных отключений и без перегрузок. Ток нагрузки в этом режиме может меняться в зависимости от графика нагрузки. Для выбора аппаратов и проводников следует принимать наибольший ток нормального режима I_норм.

Ремонтный режим − это режим плановых профилактических и капитальных ремонтов. В этом режиме часть элементов электроустановки отключена, поэтому на оставшиеся в работе элементы ложится повышенная нагрузка. При выборе аппаратов и проводников необходимо учитывать это повышение нагрузки до I_рем.max.

Послеаварийный режим − это режим, в котором часть элементов электроустановки вышла из строя или выведена в ремонт вследствие аварийного отключения. При этом режиме возможна перегрузка оставшихся в работе эле ментов электроустановки током I_пав.max.

Из двух последних режимов выбирают наиболее тяжелый, когда в эле менте электроустановки проходит наибольший ток I_max.

Таким образом, расчетными токами продолжительного режима являются: I_норм − наибольший ток нормального режима; I_max − наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима. Расчетные условия нормального и максимального режимов вполне индивидуальны для каждого присоединения и требуют конкретного анализа.

Рассмотрим, как определяются расчетные токи для некоторых конкретных случаев.

Цепь генератора.

, (1.2)

где Р_ном.г − номинальная мощность генератора;

I_ном.г − номинальный ток генератора;

U_ном.г− номинальное напряжение генератора;

cos φ_ном.г− номинальный коэффициент нагрузки.

Наибольший ток послеаварийного или ремонтного режима определяется при условии работы генератора при снижении напряжения на 5%:

. (1.3)

Цепь двухобмоточного трансформатора связи на электростанции. Со стороны высшего (ВН) и низшего напряжения (НН) принимают

, (1.4)

где S_ном.т − номинальная мощность трансформатора;

I_ном.т – номинальный ток трансформатора;

U_ном.т – номинальное напряжение трансформатора.

Наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима принимается при условии отключения параллельно работающего трансформатора, когда оставшийся в работе трансформатор может быть перегружен по правилам аварийных длительных или систематических перегрузок.

Цепь трехобмоточного трансформатора или автотрансформатора на электростанции. Загрузка цепей ВН (высокого напряжения), СН (среднего напряжения), НН (низкого напряжения) зависит от конкретных условий: графика нагрузки и схемы соединений. При блочном соединении генератора с трансформатором на стороне НН I_норм, I_max определяются так же, как в цепи генератора.

При поперечных связях между генераторами расчетные условия на стороне НН и ВН определяются по мощности трансформатора с учётом его перегрузки, т.е.

I_норм = I_ном.т , (1.5)

I_max = (1,3...1,4)⋅ I_ном.т , (1.6)

где I_max – ток перегрузки трансформатора.

На стороне СН, если отсутствует связь с энергосистемой и установлено

два трансформатора

, (1.7)

I_max = 2 ⋅ I_норм , (1.8)

где S′_н − наибольшая нагрузка на СН.

Если к шинам СН присоединена энергосистема и возможны перетоки мощности между обмотками ВН и СН, то

I_норм = I_ном.т ; (1.9)

I_max = (1,3...1,4)⋅ I_ном.т . (1.10)

Цепь двухобмоточного трансформатора на подстанции. На стороне ВН и НН расчетные нагрузка определяют, как правило, с учетом установки в перспективе трансформаторов следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности S′_ном.т

, (1.11)

. (1.12)

Цепь трехобмоточного трансформатора на подстанции. На стороне ВН расчетные токи определяют так же, как для двухобмоточного трансформатора на подстанции. На стороне СН при двух установленных трансформаторах:

, (1.13)

I_max = 2 ⋅ I_норм , (1.14)

где S′_н − перспективная нагрузка на стороне СН на 10-летний период [8].

Цепь автотрансформатора на подстанции. На стороне ВН и СН расчётные токи определяют, как для цепи двухобмоточного трансформатора на подстанции, так как автотрансформатор может быть использован для связи двух систем и перетоков мощности как из ВН в СН, так и в обратном направлении. На стороне НН расчетные токи определяет по перспективной нагрузке

, (1.15)

I_max = 2 ⋅ I_норм , (1.16)

где S′_н − перспективная нагрузка на стороне НН на 10-летний период [8].

Цепь линии. Если линия одиночная радиальная, то I_норм = I_max определяется по наибольшей нагрузке линии.

Для n-параллельных линий:

, (1.17)

, (1.18)

где S_нагр − наибольшая мощность потребителей присоединенных к линиям.

Наибольший ток ремонтного или послеаварийного режима I_max для параллельных линий возникает при отключении одной из них.

Сборные шины, цепи секционных, шиносоединительных выключателей.

Ток нормального режима определяется с учетом токораспределения по шинам при наиболее неблагоприятном эксплуатационном режиме. Такими режимами являются: отключение части генераторов, перевод отходящих линий на одну систему шин, а источников питания − на другую. Обычно ток, проходящий по сборным шинам, секционному или шиносоединительному выключателям, не превышает I_max самого мощного генератора или трансформатора, присоединенного к этим шинам.

Цепь группового сдвоенного реактора. В нормальном режиме ветви реактора загружены равномерно. Наибольший ток нормального режима определяется по нагрузке присоединенных к ветви потребителей

, (1.19)

В послеаварийном или ремонтном режиме при отключении одной из потребительских линий, присоединенных к ветви реактора, нагрузка другой ветви может, соответственно, возрасти

, (1.20)

где n – число линий, присоединенных к одной ветви реактора.

При правильно выбранном реакторе I_max не превышает номинального тока его ветви.

Итак, условие выбора по длительному нагреву:

- для аппаратов

I_норм ≤ I_ном , (1.21)

I_max ≤ I_ном , (1.22)

- для шин и кабелей

I_max ≤ I_доп , (1.23)

где I_ном − номинальный ток аппарата;

I_доп − длительно допустимый ток проводника.

Номинальный ток аппаратов I_ном нормирован при температуре окружающего воздуха θ_о.ном=35°С, ток I_доп − при температуре окружающего воздуха θ_о.ном =25°С или при температуре земли θ_о.ном =15°С (для кабелей).

Если действительная температура окружающей среды θ_о отлична от номинальной температуры θ_о.ном , то следует сделать перерасчет номинального тока по соотношениям:

- для аппаратов

, (1.24)

- для шин и кабелей

, (1.25)

где I′_ном и I′_доп − номинальный и длительно допустимый ток при температуре окружающей среды 0º;

θ_доп − продолжительно допустимая температура аппарата или проводника.

В ПУЭ установлены следующие продолжительные допустимые температуры некоторых проводников, шин и кабелей, ºС.

Провода и шнуры с резиновой изоляцией………………………………..……+65

Самонесущие изолированные провода напряжением до 1 кВ с изоляцией:

из термопластического полиэтилена………………….……………..….+70

из сшитого полиэтилена……………………………………………….…+90

Провода с защитной оболочкой напряжением 6-20 кВ и с изоляцией

из сшитого полиэтилена………………………………………………………...+90

Кабели с изоляцией:

из поливинилхлоридного пластика или полиэтилена………………….+70

из сшитого полиэтилена………………………………………………….+90

Кабели на напряжение до 1 кВ…………………………………………………+80

Кабели с изоляцией, пропитанной вязкими составами, содержащими

полиэтиленовый воск в качестве загустителя, на напряжение, кВ:

6…………………………………………………………………………….+65

10…………………………………………………………………………...+60

35…………………………………………………………………………...+50

Кабели с изоляцией, пропитанной нестекающим составом или вязким

масло-канифольным составом, содержащим не менее 25 % канифоли,

на напряжение, кВ:

6…………………………………………………………………………….+80

10…………………………………………………………………………...+70

35…………………………………………………………………………...+65