Произведем проверку выбранного трансформатора:

;

.

Условие выполняется, следовательно, мощность трансформатора выбрана верно.

Окончательно принимаем два трансформатора установленной мощностью 6,3 МВА. ТМН – 6300/35/10

Каталожные данные трансформатора приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 –Данные трансформатора

Тип	ТМН-6300/35/10
Номинальная мощность, кВА	6300
Номинальное высшее напряжение, кВ	35
Номинальное низшее напряжение, кВ	10
Потери холостого хода, кВт	8,0
Потери короткого замыкания, кВт.	46,5
Ток холостого хода, %	0,8
Напряжение короткого замыкания, %	7,5
Схема и группа соединения обмоток	У/Д-11

3 ВЫБОР ГЛАВНОЙ СХЕМЫ ПОДСТАНЦИИ

Главная схема электрических соединений подстанции - это совокупность основного электрооборудования (трансформаторы, линии), сборных шин, коммутационной и другой первичной аппаратуры со всеми выполненными между ними в натуре соединениями. Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанции, так как он определяет полный состав элементов и связей между ними. Выбранная главная схема является исходной при составлении принципиальных схем электрических соединений, схем собственных нужд, схем вторичных соединений, монтажных схем и т. д. На чертеже главные схемы изображаются в однолинейном исполнении при отключенном положении всех элементов установки. В некоторых случаях допускается изображать отдельные элементы схемы в рабочем положении. Подстанции могут быть тупиковыми, проходными, отпаечными; схемы таких подстанций будут различными даже при одном и том же числе трансформаторов одинаковой мощности. Самые высокие требования предъявляются к узловым подстанциям. Выход из работы такой подстанции может привести к распаду энергосистемы. Аналогичные требования предъявляются к проходным подстанциям, хотя здесь последствия могут быть значительно меньше. Выбор схемы электрических соединений является главным.

Схема подстанции определяется в основном тремя факторами: назначением подстанции (ее типом); числом отходящих линий повышенного напряжения; числом установленных силовых трансформаторов.

Тупиковая подстанция - это подстанция, получающая электроэнергию от одной электроустановки по одной или нескольким параллельным линиям.

Ответвительная подстанция присоединяется глухой отпайкой к одной или двум проходящим линиям. Проходная подстанция включается в рассечку одной или двух линий с двусторонним или односторонним питанием.

Узловая подстанция — это подстанция, к которой присоединено более двух линий питающей сети, приходящих от двух или более электроустановок.

Выбор главной схемы электрических соединений подстанции следует производить с учетом следующих факторов:

типа проектируемой подстанции;

числа и мощности устанавливаемых силовых трансформаторов;

категорийности потребителей электрической энергии по надежности электроснабжения;

уровней напряжения;

количества питающих линий и отходящих присоединений;

величин токов короткого замыкания;

экономичности принимаемых вариантов;

гибкости и удобства в эксплуатации;

безопасности обслуживания и др.

Варианты схем электрических соединений приведены в электротехническом справочнике [1].

Принимаем схему 5Н (Мостик с выключателями в цепях линий)

Проходные двухтрансформаторные ПС с двухсторонним питанием при необходимости сохранения в работе двух трансформаторов при КЗ (повреждении) на ВЛ в нормальном режиме работы ПС (при равномерном графике нагрузок).

4 РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи (непосредственное или через пренебрежимо малое сопротивление). Причинами КЗ являются механические повреждения изоляции, ее пробой из-за перенапряжения и старения, обрывов, набросов и схлестывания проводов воздушных линий, ошибочные действия персонала.

Вследствие КЗ в цепях возникают опасные для элементов сети токи, которые могут вывести их из строя. Поэтому для обеспечения надежной работы электрической сети, электрооборудования, устройств релейной защиты производится расчет токов КЗ.

4. 1 Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания (КЗ) используем РД 153.34.0-20.527-98[1], необходимо составить расчетную схему и схему замещения.

Рисунок 4.1 – Расчетная схема

Рисунок 4.2 Схема замещения

Под расчетной схемой установки понимают упрощенную однолинейную схему электроустановки с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на расчет роков КЗ. Расчетная схема представлена на рис 5.1.

4. 2 Сопротивления схемы

Сопротивление системы до шин высокого напряжения подстанции, определяется по формуле, Ом:

, (4.1)

где – среднее номинальное напряжение сети, кВ; – сверхпереходная мощность короткого замыкания на шинах источника питания [2], МВА.

Подставив значения в формулу (5.1), получим:

;

.

Рассчитаем сопротивление линии, Ом:

, (4.2)

где Х₀ = 0,42 Ом/км – удельное сопротивление провода АС – 150/19; L1 = 19 км L2=19 км.

Ом;

Ом;

Ток КЗ, на шинах 35 кВ находим по формуле, кА:

; (4.3)

кА.

4. 3 Расчет ударного тока КЗ

Ударный ток КЗ, А, определяется по формуле кА:

, (4.4)

где Ку – ударный коэффициент.

Ударный коэффициент:

, (4.5)

где Т_а – время затухания апериодической составляющей тока КЗ;

Т_а35= 0,04 .

Ударный коэффициент по формуле (5.4):

К_у = 1,78.

Ударный ток по формуле (3.2):

.

4. 4 Расчет сопротивлений обмоток автотрансформатора

Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора, в именованных единицах для двухобмоточного трансформатора равно, Ом:

, (4.6)

где - номинальная мощность трансформатора, МВА.

Подставив числовые значения в формулы (5.6) находим:

Ом;

Ом.

4. 5 Расчет до точки К2

Так как сопротивления обмоток известны, можно определить результирующее сопротивление до второй точки короткого замыкания К2, аналогично точке К1, Ом:

; (4.7)

Ом;

кА;

кА.

5 РАСЧЕТ МАКСИМАЛЬНЫХ РАБОЧИХ ТОКОВ ОСНОВНЫХ ПРИСОЕДИНЕНИЙ ПОДСТАНЦИИ

Расчет максимальных рабочих токов основных присоединений подстанции производится на основании номинальных параметров оборудования.

Электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы сравнением рабочего напряжения и наибольшего длительного рабочего тока присоединения, с его номинальным напряжением и током.

Расчет производится по следующим формулам:

Максимальный рабочий ток для питающих вводов подстанции, А:

, (5.1)

где - номинальная мощность трансформатора кВА; - номинальное напряжение ступени кВ; - коэффициент, перспективы развития потребителей.

Максимально рабочий ток для вводов силовых трансформаторов, А:

, (5.2)

где -коэффициент перегрузки трансформатора.

Максимально рабочий ток для сборных шин переменного тока, А:

, (5.3)

где - коэффициент распределения нагрузки по сборным шинам.

Результаты расчетов максимальных рабочих токов для всех присоединений и расчетные выражения представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1-Максимальные рабочие токи основных присоединений подстанции

Наименование потребителя		Расчетная формула		,А
Питающий ввод подстанции 35 кВ				255,62
Обмотка ВН автотрансформатора 35 кВ				137,64
Обмотка НН автотрансформатора 10 кВ			484,89,3
Сборные шины РУ 35 кВ			96,35
Сборные шины РУ 10 кВ			339,42
Ввод 35 кВ			127,81
Ввод 10 кВ			450,25
Фидер районной нагрузки 10 кВ			77,2

6 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

6.1 Выбор и проверка выключателей

Высоковольтные выключатели – основные аппараты для включения и отключения высоковольтных цепей (выше 1000В) переменного тока при нормальном и аварийном режимах.

По роду дугогасящей среды выключатели подразделяют на масляные, воздушные, газогенерирующие и вакуумные.

Выключатели должны удовлетворять следующим требованиям:

• надежно отключать цепи при гарантированных заводом условиях;

• обеспечивать удобство и безопасность эксплуатации, возможность ревизии и осмотра деталей, особенно контактов;

• допускать автоматическое повторное включение (АПВ) после отключения.

Условия выбора и проверки выключателей:

По номинальному напряжению: .