Выбор схемы электрического снабжения собственных нужд и трансформаторов собственных нужд

На подстанциях устанавливается два трансформатора собственных нужд. На подстанциях с оперативным током устанавливается трансформаторы собственных нужд, присоединенные через выключатели к шинам РУ 6 кВ. Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по нагрузкам собственных нужд с учетом коэффициента загрузки и одновременности, при этом отдельно учитываются летние и зимние нагрузки, а так же нагрузка в период ремонтных работ на подстанциях.

Мощность трансформаторов собственных нужд ,кВА, выбирается по условию:

 

 (17)

 

Расчетная мощность ,кВА, определяется по формуле:

 

 (18)

 

где, - коэффициент спроса, учитывающий коэффициент одновременности и загрузки, берется по Л.Д. Рожковой (стр.475)

, - расчетные нагрузки собственных нужд с учетом летних и зимних нагрузок, кВт и кВАР.

 

Выбор

 

 

Таблица 3

Нагрузка собственных нужд подстанций

Вид потребителя	Установленная мощность				Нагрузка
	Единиц кВт*количество	ВсегокВт			,кВт	,кВАР
Охлаждение ТДТН 25000/110	2*2,5	5	0,9	0,48	5	1,3
Подогрев приводов выключателей:110кВ	1,8*2	3,6	1	0	3,6	0
Подогрев приводов разъединителей:110кВ	0,6*6	3,6	1	0	3,6	0
Отопление, освещение, вентиляция ЗРУ совмещенная с ОПУ	100	100	1	0	100	-
Здание разъездного персонала	-	5,5	0,85	0,62	4,5	2,8
ОсвещениеОРУ 110 кВ	2	2	1	0	2	-
Масло хозяйство	-	100	0,85	0,62	85	52,7
Подзарядный агрегат	2*23	46	1	0	46	-
Аварийные ремонтные нагрузки	-	26	0,85	0,62	22,1	13,7
Итого					271,8	70,5

 

 кВА.

 

Выбирается 2 трансформатора по Б.Н. Неклепаеву типа ТСЗ-240/10, они будут подключены к шинам НН.

Проверка выбранного трансформатора производится по условиям (2)-(4).

10кВ=6кВ,

0,4кВ=0,4кВ,

400кВА>280,8кВА.

Проверка выбранного трансформатора перегрузке производится по формуле (6):

1,17 1,4

Расчет токов короткого замыкания

 

Расчет токов короткого замыкания в данном проекте необходим для выбора и проверки выключателей, разъединителей, измерительных трансформаторов, токоведущих частей, расчета релейной защиты и заземляющего устройства. Он сводится к определению начального значения периодической составляющей тока КЗ, величины ударного тока и значений периодической и апериодической составляющих тока КЗ в момент отключения (момент времени ).

Для упрощения расчетов не учитывают:

- активное сопротивление цепи, считая его чисто индуктивным;

- насыщение магнитных систем;

- намагничивающие токи силовых трансформаторов;

- Не идеальность системы.

 

Расчетная схема подстанции

 

Под расчетной схемой подстанции понимают упрощенную однолинейную схему станции с указанием всех элементов и их параметров, которые влияют на ток КЗ и поэтому должны быть учтены при выполнении расчетов.

 

Схема замещения подстанции

 

Схемой замещения называется электрическая схема, соответствующая по исходным данным расчетной схеме, но в которой все магнитные (трансформаторные), связи заменены электрическими.

 

 

Расчет сопротивлений

 

Расчет сопротивлений производится в именованных единицах. Все сопротивления приводятся к базовому напряжению U_б =115 кВ

Сопротивление энергосистемы  определяется по формуле:

 

 (19),

 

где, U_б – базовое напряжение, МВА.

 

, Ом

 

Сопротивление линии электрических передач определяется по формуле:

 

 (20)

 

где, - среднее удельное индуктивное сопротивление воздушной линии, берется по Л.Д. Рожковой (стр.130), Ом/км,

- длина линии, км,

- среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ.

 

 ,Ом;

Х_л=Х₂= Х₃ =8 Ом.

 

Сопротивление трансформатора  определяется по формуле:

 

 (21)

;

;

;

= Ом;

Ом;

 

Расчет токов короткого замыкания в точке К1.(Шины 110 кВ)

 

= =4Ом;

= =10,6 Ом;

 

Таким образом, начальное значение периодической составляющей токов короткого замыкания, , кА, определяется по формуле:

 

 (22)

 

где, - относительное ЭДС источника, берется по Л.Д. Рожковой,

- результирующие сопротивление ветви схемы;

 - базовый ток, кА.

Базовый ток определяется по формуле:

 

 (23)

 

где, - среднее напряжение в точке короткого замыкания., кВ.

Апериодическая составляющая тока короткого замыкания , кА, определяется по формуле:

 

 (24)

 

где, - определяется по кривым затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания по Л.Д. Рожковой (стр.151).

Расчетное время для которого требуется определение токов короткого замыкания , с, определяется по формуле:

 

 (25)

 

где, - собственное время выключателя, с.

Для современного выключателя собственное время выключения равно:

 

=0,01  0,05

 

Ударный ток короткого замыкания , кА, определяется по формуле:

 

 (26)

 

где, - ударный коэффициент, выбирается по Л.Д. Рожковой (стр.150).

Периодическая составляющая тока короткого замыкания , для источника бесконечной мощности определяется по формуле:

 

 (27)

 кА

 кА

 кА

 кА

 

Все оставшиеся точки короткого замыкания рассчитываются аналогично первой точке. Все результаты расчетов занесены в таблицу.

 

Таблица 4

Результаты расчетов тока

Точка короткого замыкания		, кА	, кА	, кА	, кА
К1. Шины 110 Кв		6,3	0,89	14,3	6,3
К2.Шины6 кВ	Выключатель отключен	24,2	6,2	64,9	24,2
	Выключатель включен	37,5	7,9	100	37,5