ВКР Бушуев А.А. (Подстанция Ургал 220-110-35 кВ с компенсацией ёмкостных токов в сети 35 кВ), страница 2

S, МВА

t, ч

Р исунок 2.1. Графики нагрузки трансформатора Т1 и Т2 в зимний режимный день для стороны 110 кВ.

t, ч

S, МВА

Р исунок 2.2. Графики нагрузки трансформатора Т1 и Т2 в летний режимный день для стороны 110 кВ.

S, МВА

t, ч

Рисунок 2.3. Графики нагрузки трансформатора Т1 и Т2 в зимний режимный день для стороны 35 кВ.

S, МВА

t, ч

Рисунок 2.4. Графики нагрузки трансформатора Т1 и Т2 в летний режимный день для стороны 35 кВ.

t, ч

S, МВА

Р исунок 2.5. График существующей нагрузки подстанции за
зимний и летний период

Согласно «НТП ПС» при выборе трансформаторов на сооружаемых ПС следует учитывать тенденцию развития мощностей нагрузок подстанции на 25% за отрезок в 5–10 лет [1]. Поэтому исходными данными для дальнейшего проектирования будут полученные нагрузки с учетом поправочный коэффициента развития который равен 1,25.

Для того, чтобы рассчитать мощность трансформатора, подходящий по условиям эксплуатации, необходимо воспользоваться формулой:

, (2.1)

где – номинальная мощность трансформатора, МВА; – коэффициент загрузки равный 0,7; – мощность максимальной нагрузки ПС, МВА.

_{В итоге получаем:}

3 РАСЧЕТ ТОКА КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

После проверки трансформатора необходимо произвести расчет токов короткого замыкания для проверки выключателей и разъединителей, которые подключены к АТДЦТН-63000/220/110. Расчет будет производиться в именованных единицах по методике [2]. Для чего на основании схемы внешнего электроснабжения, исходных данных и данной схемы главных электрических соединений подстанции составляется структурная схема (рисунок 3.1) и расчётная схема замещения (рисунок 3.2).

Рисунок 3.1 – Структурная схема подстанции

Рисунок 3.2 – Расчетная схема замещения

3.1 Расчёт тока короткого замыкания в точке К1

Согласно исходным данным, при параллельной работе равен 2247 А, при раздельной работе двух автотрансформаторов равен 2247 А. Зная значение трехфазного тока короткого замыкания, можно найти сопротивление короткого замыкания в точке К1 по формуле:

(3.1)

где – трехфазный ток короткого замыкания, А; – напряжение ступени 1 для К1, кВ; – результирующее сопротивление до точки К1, Ом.

Ом.

Ударный ток:

(3.2)

где – ударный ток, кА; – трехфазный ток КЗ, А; – ударный коэффициент равный 1,8 [3].

кА.

Мощность трехфазного короткого замыкания на шинах питающего напряжения:

(3.3)

МВА.

3.2 Расчёт тока короткого замыкания в точке К2

Для того чтобы рассчитать трехфазный ток короткого замыкания в точки К2, необходимо знать параметры автотрансформатора (паспортные данные автотрансформатора находятся в приложении Д).

Для трансформатора АТДЦТН-63000-220/110-У1, согласно [4] :

Расчетное значение напряжение короткого замыкания обмоток автотрансформаторов:

(3.4)

где – напряжение короткого замыкания, %; – напряжения пары обмоток (высокого, среднего и низкого напряжения).

%,

%,

%.

Сопротивления обмоток автотрансформаторов:

(3.5)

где – сопротивление обмотки автотрансформатора, Ом; – напряжение ступени на котором работает обмотка, кВ; – номинальная мощность трансформатора, МВА; – напряжение короткого замыкания, %.

Ом,

Ом,

Ом.

Приведем найденные сопротивления для напряжения ступени 2, на котором рассчитывается ток короткого замыкания:

Ом,

Ом,

Ом.

Результирующее сопротивление до точки К2:

, (3.6)

Ом.

Трехфазный ток короткого замыкания в точке К2:

_(3.7)

где – результирующее сопротивление до точки К2, Ом; – напряжение ступени 2 для К2, кВ.

А.

Ударный ток:

, (3.8)

кА.

Мощность трехфазного короткого замыкания на шинах среднего напряжения:

, (3.9)

МВА.

3.3 Расчёт тока короткого замыкания в точке К3

Приведем сопротивления , , к напряжению ступени 3 т.е 38,5 кВ:

Ом,

Ом,

Ом.

Сопротивление до точки К3:

, (3.10)

Ом.

Трехфазный ток короткого замыкания:

, (3.11)

А.

Ударный ток:

кА.

Мощность трехфазного короткого замыкания на шинах низкого напряжения:

МВА.

Расчет токов короткого замыкания при раздельной работе двух автотрансформаторов проводится аналогично расчетам при параллельной работе двух автотрансформаторов. Результаты расчетов сведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Результаты расчетов

Режимы	Точки	Ток короткого замыкания ,А	Результирующие сопротивление , Ом	Мощность короткого замыкания, МВА	Ударный ток , кА
При параллельной работе	К1	2247	59,09	895,14	5,72
	К2	2275,55	30,70	476,9	5,79
	К3	3587	5,77	238,87	9,11
При раздельной работе	К1	2247	59,09	895,14	5,72
	К2	1550,36	45,06	324,92	3,95
	К3	2250,7	9,88	150,09	5,75

4 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ТОКОВ

Методика расчета согласно [5]. Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции производится на основании номинальных параметров оборудования.

Для того что бы рассчитать рабочие токи, необходимо составить схему основных присоединений подстанции с указанием рабочих токов и их направлениями. Расчетная схема представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема для расчета максимальных

рабочих токов основных присоединений подстанции

Расчет производится по следующим формулам:

Максимальный рабочий ток питающих вводов подстанции:

, (4.1)

где =1,5 ÷ 2 - коэффициент, учитывающий транзит энергии через шины под-станции (принимаем = 1,75) [5], – номинальная мощность автотрансформатора, ВА; – количество автотрансформаторов установленных на подстанции; – номинальное напряжение на вводе подстанции.

Максимальный рабочий ток на обходной системе сборных шин:

, (4.2)

где =0,5÷0,7 - коэффициент распределения нагрузки по шинам первичного напряжения равный (принимаем =0,6) [5].

Определим максимальный рабочий ток на вводе автотрансформатора:

(4.3)

где =1,4÷1,5 – коэффициент допустимой перегрузки автотрансформатора (принимаем 1,45) [5].

Результаты расчетов представлены в приложении А.

5 ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

5.1. Проверка выключателей

По результатам расчетов проверим выключатели и разъединители, которые подключаются к выводам автотрансформатора. Согласно [1] оборудование подстанции выбрано по условиям работы в нормальном режиме и режима аварийных перегрузок.

Проверка выключателей производится по следующим параметрам:

1. По напряжению:

(5.1)

где – номинальное напряжение выключателя, кВ; – рабочее напряжение распределительного устройства, кВ.

2. По длительно допустимому току:

, (5.2)

где – номинальный ток выключателя, А; – максимальный рабочий ток присоединения, где устанавливают выключатель, А.

3. По номинальному периодическому току отключения:

(5.3)

где – номинальный ток выключателя по каталогу, кА.

1. Коммутационной способности:

• наибольший пик тока включения:

(5.4)

где – ток электродинамической стойкости, кА;

• термическая стойкость:

_, (5.5)

где – величина теплового импульса; – номинальный ток отключения выключателя, кА; – предельный ток термической стойкости (по каталогу), кА; – время прохождения тока термической стойкости (по каталогу), с.

Величина теплового импульса, методика расчета принята из [5], кА²с:

, (5.6)

где – начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного короткого замыкания, кА; – постоянная времени цепи короткого замыкания; – время протекания тока короткого замыкания, с:

, (5.7)

где – время срабатывания основной защиты, с; – полное время отключения выключателя, из паспортных данных на выключатель;

в цепях напряжения 1000 В с относительно малым активным сопротивлением среднее значение с, вследствие чего длительность затухания апериодической составляющей обычно составляет 0,1 – 0,2 с.

• возможность отключения полного тока короткого замыкания:

_, (5.8)

_{где номинальное относительное содержание апериодической составляющей, кА:}

; (5.9)

апериодическая составляющая тока короткого замыкания, кА: