Расчет электроснабжения станкостроительного завода (стр. 15 из 21)
T5 = t5×Nзим = 4×210=840 ч.; T6 = t6×Nлет = 4×155=620 ч.;
T7 = t7×Nлет = 4×155=620 ч.; T8 = t8×Nзим+ t9×Nлет= 8×210+4×155=2300 ч.;
T9 = t10×Nлет = 8×155=1240 ч.
Рисунок 12.6 Годовой график по продолжительности, 110 кВ
По построенному графику определяем следующие показатели и коэффициенты: годовое потребление активной энергии W; годовое число часов использования максимума активной мощности Тmax; время максимальных потерь t.
Годовое потребление активной энергии, МВт·ч:
(12.1)где Si – мощность i-й ступени графика, МВА;
ti – продолжительность i-й ступени графика, ч.
Wгод = 72,1×840+61,07×840+52,13×620+49,22×840+44,37×840+41,04×620+33,28×620+
+27,7×2300+19,97×1240 = 357350,2 МВт·ч.
Годовое число часов использования максимума активной мощности Smax нагрузки, ч.
(12.2)Время максимальных потерь, ч,
(12.3)Годовой график по продолжительности на стороне СН:
T1 = t1×Nзим = 8×210=1680 ч.; T2 = t2×Nлет = 4×155=620 ч.;
T3 = t3×N лет + t4×Nзим = 4×155+8×210=2300 ч.;
T4 = t5×(Nзим +N лет ) = 8×(210+155)=2920 ч.;
T5 = t6×N лет = 8×155=1240 ч.
Рисунок 12.7 Годовой график по продолжительности, 35 кВГодовое потребление активной энергии, МВт·ч по формуле (1.1):
Wгод = 20×1680+17×620+15×2300+10×2920+8×1240 = 117760 МВт·ч.
Годовое число часов использования максимума активной мощности Рmax нагрузки, ч. согласно (1.2):
Время максимальных потерь, ч. по формуле (1.3):
Годовой график по продолжительности на стороне НН:
T1 = t1×Nзим = 4×210=840 ч.; T2 = t2×Nзим = 4×210=840 ч.;
T3 = t3×(Nлет+ Nзим) = 4×(155+210)=1460 ч.;
T4 = t4×Nзим = 4×210=840 ч.; T5 = t5×Nлет = 4×155=620 ч.;
T6 = t6×Nлет = 4×155=620 ч.; T7 = t7×Nлет+t8×Nзим = 4×155+8×210=2300 ч.;
T8 = t9×Nлет= 8×155=1240 ч.
Рисунок 12.8 Годовой график по продолжительности, 10 кВ
Годовое потребление активной энергии, МВт·ч ,
Wгод = 45×840+35×840+30×1460+25×840+22×620+20×620+15×2300+10×1240= 204940 МВт·ч.
Годовое число часов использования максимума активной мощности Рmax нагрузки, ч.
Время максимальных потерь, ч,
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 (автотрансформатора). При соответствующем технико-экономическом обосновании или при наличии двух средних напряжений допускается установка более двух трансформаторов (автотрансформаторов).
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. Согласно ГОСТ в аварийном режиме допускается работа трансформатора с перегрузом на 40% не более 5 суток, и временем перегрузки не более 6 часов в сутки.
Расчетная мощность трансформатора (автотрансформатора) определяется на основании построенных суточных графиков нагрузок, по которым находят максимальную нагрузку подстанции. Обычно мощность каждого трансформатора (автотрансформатора) двухтрансформаторной подстанции выбирают равной (0,65-0,7) суммарной максимальной нагрузки подстанции.
Суммарная максимальная нагрузка подстанции согласно рисунку 12.5:
Smax = 72,1 МВА
Мощность одного трансформтора:
SНТ = 0,7×Smax = 0,7×72,1 = 50,47 МВА
По стандартной шкале номинальных мощностей трансформаторов выбираем трансформатор:
2хТРДЦН – 63000/110
SНОМ = 63 МВА, UВН = 115 кВ, UСН = 36,5 кВ, UНН = 10,5 кВ,
uкВ-С = 16,2%, uкВ-Н = 28,8%, uкС-Н = 12,6%, Рк ВН-СН = 220 кВт,
Рх = 74 кВт, Iх% = 0,5, С=150 тыс.р.
После выбора номинальной мощности трансформатора производится проверка на допустимость систематических перегрузок.
Допускаемые систематические перегрузки трансформатора в основном зависят от конфигурации графика нагрузок, системы охлаждения трансформатора, постоянной времени трансформатора t и температуры окружающего воздуха и определяются по двухступенчатому суточному графику нагрузок.
Если исходный суточный график нагрузок многоступенчатый, то его необходимо преобразовать в эквивалентный (в тепловом отношении) двухступенчатый. Для этого из графика выделяют первую и вторую ступени. Переменную нагрузку в пределах каждой ступени заменяют неизменной нагрузкой, создающей потери такой же величины, как и переменная нагрузка. Величина этой эквивалентной нагрузки может быть определена по выражению, кВ*А:
, (12.4)где n - число ступеней многоступенчатого графика; ti - длительность i-й ступени графика, ч; Si - нагрузка i-й ступени графика, кВ×А.
Преобразование заданного графика нагрузок в эквивалентный двухступенчатый:
- проводим на заданном графике горизонтальную линию с ординатой, равной номинальной мощности трансформатора, предполагаемого к установке;
- пересечением этой линии с исходным графиком выделяем участок наибольшей перегрузки продолжительностью h'=4ч;
Рисунок 12.9 Построение двухступенчатого графика по суточному графику нагрузок трансформатора
- оставшуюся часть исходного графика разбиваем на m интервалов Dti с нагрузкой в каждом интервале Si;
- определяем начальную нагрузку SЭ1 эквивалентного графика (мощность первой ступени) из выражения, кВ×А:
Коэффициент начальной нагрузки
Предварительный коэффициент максимальной нагрузки
Коэффициент максимальной нагрузки
Т.к. К’2 >0.9×КMAX, 1.14>1,026, принимаем К2 = К’2 = 1,14.
Определяем продолжительность перегрузки:
Используя [2] по средней эквивалентной температуре окружающей среды t°= -10° и продолжительности перегрузки, определяем допустимость относительной нагрузки:
К2ДОП = 1,35
К2ДОП ³ К2, 1,35 > 1,14.
Систематические перегрузки являются допустимыми.
12.3 Расчет токов короткого замыкания
Согласно [3] проверка правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного к.з., а напряжением 110 кВ и выше - по току трехфазного или однофазного к.з. Расчет токов к.з. производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения наибольшего возможного тока к.з. в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.
Расчет сопротивлений элементов схемы замещения подстанции в относительных единицах:
сопротивление системы
Х*с = Хс×(Sб/Sс) = 1,1×(3000/3000) = 1,1,
где Хс - заданное эквивалентное сопротивление системы, отнесенное к мощности системы Sc; Sб- принятое значение базисной мощности, МВ×А;
Sб = Sс = 3000 МВ×А.
сопротивление воздушной линии
Х*Л = Х0×l×(Sб/U2) = 0.4×75×(3000/1102) = 7,43,
где Х0 - сопротивление 1км линии, Ом/км;
1 - длина линии, км;
U - напряжение ступени, где находится воздушная линия, кВ.
сопротивления трехобмоточного трансформатора
Х*В = 0,005×(uкВН-СН+ uк ВН-НН -uк СН-НН )×(Sб/SНТ);
Х*С = 0,005×(uк ВН-СН + uк СН-НН -uк ВН-НН)×(Sб/SНТ); (12.5)
Х*Н = 0,005×(uк ВН-НН +uк СН-НН - uк ВН-СН)×(Sб/SНТ),
где uкВН-СН,, uк ВН-НН ,-uк СН-НН - соответственно напряжения к.з, между обмотками высшего и среднего, высшего и низшего, среднего и низшего напряжений для выбранного трансформатора, %;
Х*В = 0,005×(16,2+ 28,8 - 12,6)×(3000/63) = 7,71;
Х*С = 0,005×(16,2 + 12,6 - 28,8)×(3000/63) = 0;
Х*Н = 0,005×(28,8 + 12,6 - 16,2)×(3000/63) = 6.
На схеме замещения все сопротивления обозначены порядковыми номерами, под чертой указана величина сопротивления.