151044 (Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная"), страница 2

годовое число часов использования максимума активной мощности ;

время максимальных потерь .

Годовое потребление активной энергии, определяется по формуле:

(2.1)

где - мощность i-й ступени графика таблицы 2.2, МВт;

- продолжительность i-й ступени графика таблицы 2.2, ч;

n - число ступеней годового графика.

Таблица 2.2 Распределение нагрузок подстанции по часам суток за год.

Нагрузки, МВт	Часы в год
14,33	744
13	696
8,3	744
7,5	720
10,6	744
4,8	720
4,3	744
5	720
8,5	744
10	744
13,6	720
10,7	744

Годовое число часов использования максимума активной мощности Р_тах нагрузки, определяется по формуле:

(2.2)

Годовое число часов использования максимума активной мощности:

Время максимальных потерь, определяется по выражению:

(2.3)

Время максимальных потерь:

3. Выбор силовых трансформаторов

При выборе числа трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанции следует руководствоваться требованиями к надежности электроснабжения, определяемыми категориями потребителей.

На подстанциях с высшим напряжением 35-750 кВ рекомендуется устанавливать два трансформатора.

На подстанциях устанавливаются, как правило, трехфазные трансформаторы или автотрансформаторы. При выборе типа трансформаторов или автотрансформаторов необходимо учитывать, что они обязательно должны иметь встроенные устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены, оставшиеся в работе, с учетом их допустимой перегрузки и резерва по сетям среднего и низшего напряжений, обеспечивали питание нагрузки. [2]

Расчетная мощность трансформатора (автотрансформатора) определяется на основании построенных суточных графиков нагрузок, по которым находят максимальную нагрузку подстанции. Обычно мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции выбирают равной (0,7 - 0,8) суммарной максимальной нагрузки подстанции.

3.1 Выбор трансформатора на напряжение 110/10 кВ

Расчетная мощность трансформатора определяется согласно выражению:

(3.1)

По справочной литературе [3] выбирается трехобмоточный трансформатор типа ТДТН - 16000/110

Условные обозначения выбранного трансформатора:

Т - трехфазный; Д - охлаждение масленое с дутьём и естественной циркуляцией масла; Т - трёх обмоточный; Н - наличие РПН; 16000 - номинальная мощность, кВ·А; 110 - класс напряжения обмотки ВН, кВ.

Паспортные данные трансформаторов приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Паспортные данные трансформатора ТДТН-16000/110.

Условные обозначения	Значения
, МВ·А	16
, кВ	115
, кВ	11
	19,75
	105
	10,5
	6,5
	18,44
	±9×1,78
	1,38

4. Расчет токов короткого замыкания

Согласно проверки, правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного КЗ, а напряжением 110 кВ и выше по току трехфазного или однофазного КЗ Расчет токов КЗ производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения возможного наибольшего тока КЗ в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1)

Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения

Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ.

Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом.

Расчёт эквивалентных сопротивлений.

Сопротивление системы:

(4.1)

где напряжение на шинах систем;

мощность короткого замыкания.

Сопротивление трансформатора с РПН, отнесённое к регулируемой стороне высокого напряжения:

(4.2)

где среднее напряжение, приведённое к стороне высокого напряжения согласно

(4.3)

(4.4)

Согласно методического указания принимаем равным 115 кВ.

(4.5)

(4.6)

(4.7)

4.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

т. К1-точка короткого замыкания на линии перед трансформатором (рисунок 4.1)

(4.8)

где междуфазное напряжение на шинах системы;

4.3 Расчёт токов короткого замыкания в точке К2

т. К1-точка короткого замыкания на линии после трансформатора

(рисунок 4.1)

Максимально возможный ток короткого замыкания:

(4.9)

Приведение к нерегулируемой стороне низкого напряжения осуществляется по минимальному напряжению:

(4.10)

Минимально возможный ток короткого замыкания:

Результаты расчетов токов коротких замыканий сведены в таблицу 4.1

Таблица 4.1 Токи трехфазного короткого замыкания.

Точка КЗ.	К1		К2
Значение тока	Iвн	Iнн	Iвн	Iнн
Max	23,13	-	1,63	14,13
Min	23,13	-	0,36	4,09

Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К1

Ток двухфазного короткого замыкания, упрощённо вычисляется по формуле:

(4.11)

4.5 Расчёт токов двухфазного короткого замыкания в точке К2

Максимально возможный ток короткого замыкания:

(4.12)

(4.13)

Минимально возможный ток короткого замыкания:

Результаты расчётов для двухфазных коротких замыканий занесены в таблицу 4.2

Таблица 4.2 Токи двухфазного короткого замыкания.

Точка КЗ	К1			К2
Значение тока	IВН	IНН	IВН		IНН
Max	20,03	-	1,41		12,2
Min	20,03	-	0,31		3,5

5. Выбор электрических аппаратов

5.1 Выбор коммутационной аппаратуры

Выключатели являются основным коммутационным аппаратом и служат для отключения и включения цепей в различных режимах работы. Наиболее ответственной операцией является отключения токов КЗ и включение на существующее КЗ. При выборе выключателей необходимо учитывать основные требования, предъявляемые к ним:

выключатели должны надежно отключать любые токи: нормального режима и КЗ, а также малые индуктивные и емкостные токи без появления при этом опасных коммутационных перенапряжений;

для сохранения устойчивой работы системы, отключения КЗ должно производится как можно быстрее, выключатель должен быть приспособлен для быстродействующего АПВ;

конструкция выключателя должна быть простой, удобной для эксплуатации и транспортировки, выключатель должен обладать высокой ремонтопригодностью, взрыво- и пожаробезопасностью.

Выбор выключателей производится по следующим параметрам:

по напряжению установки

(5.1)

где - напряжение установки;

- номинальное напряжение выключателя.

по номинальному току

(5.2)

где - номинальный ток выключателя;

- форсированный ток в режиме наибольших нагрузок.

по электродинамической стойкости

(5.3)

где - наибольший пик сквозного тока короткого замыкания;

- ударный ток трехфазного КЗ в точке К1.

Проверка на отключающую способность производится по условию:

(5.4)

где - номинальный ток отключения выключателя;

- действительное значение периодической составляющей тока КЗ в точке К1.

Проверяется возможность отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания:

(5.5)