Проектирование электрической части подстанций (стр. 2 из 7)

Определяем нескомпенсированную реактивную мощность, т.е. ту мощность, которая будет поступать через трансформатор от энергосистемы.

. (8)

где

- фактическая мощность компенсирующих устройств, Мвар

Рассчитаем требуемую мощность компенсирующих устройств на одну секцию шин для подстанции по формулам:

Мвар

Мощность, требуемая на ПС, менее 10 Мвар. Значит к установке принимаем комплектные конденсаторные установки (ККУ) типа УКЛ(П) напряжением 10 кВ.

Батареи конденсаторов комплектуются из отдельных конденсаторов, соединенных последовательно и параллельно. Конденсаторы выпускаются в однофазном и трехфазном исполнениях на номинальное напряжение 0,22 – 10,5 кВ. Увеличение рабочего напряжения БК достигается увеличением числа последовательно включенных конденсаторов. Для увеличения мощности БК применяют параллельное их соединение.

Выбираем комплектные конденсаторные установки марки:

УКЛ56–10,5–2700УЗ– 3 шт.

Мвар

Мвар

В соответствии с существующими нормативами мощность трансформаторов на понижающих ПС рекомендуется выбирать из условия допустимой перегрузки в послеаварийных режимах до 70–80%, на время максимума общей суточной продолжительностью не более 6 часов в течение не более 5 суток.

Количество силовых трансформаторов, планируемых к установке на проектируемой ПС, в первую очередь определяется категорийностью потребителей по надёжности электроснабжения. При наличии потребителей первой категории их количество должно быть в соответствии с рекомендациями ПУЭ не менее двух, соответственно мы устанавливаем два трансформатора на ГПП.

Мощность силовых трансформаторов определяется по выражению:

(9)

где

- расчётная нагрузка, МВт;

-нескомпенсированная мощность, текущая от источника мощности через трансформатор, Мвар;

-число трансформаторов;

-оптимальный коэффициент загрузки трансформатора.

Для потребителей первой и второй категории как преобладающих:

Номинальная мощность трансформатора выбирается из стандартного ряда выпускаемых трансформаторов, при этом номинальная мощность должна быть больше расчётной.

После выбора трансформатора осуществляется проверка правильности выбора по коэффициенту загрузки в нормальном и послеаварийном режимах.

(10)

(11)

Если коэффициент загрузки трансформатора после проверки оказался на много ниже оптимального, то целесообразно выбрать трансформатор меньшей мощности, а в послеаварийном режиме отключить третью категорию.

Приведём пример расчёта:

Расчётная мощность силового трансформатора:

МВА

Ближайшая номинальная мощность по каталожным данным 25 МВА. Проверяем трансформаторы по загруженности, определяя коэффициент загрузки в нормальном режиме. Он должен быть в пределах: 0,5–0,75.

Выбираем трансформатор ТРДН-25000/110:

МВА

Также необходима проверка выбранных трансформаторов в условиях послеаварийной работы. Она характеризуется выводом из строя одного из трансформаторов, т.е. принимаем, что

=1. Коэффициент загрузки в этом случае должен находиться в пределах от 1 до 1,4, исходя из возможности работы трансформатора со 140% загрузки.

Трансформаторы загружены оптимально.

3. Выбор сечений воздушных линий методом экономических токовых интервалов

Максимальный ток в воздушных линиях рассчитывается по формуле:

, (12)

где

-максимальный ток, кА;

, – потоки активной максимальной и нескомпенсированной реактивной мощности передаваемой по линии в зимний период, МВт, Мвар.

– количество цепей;

- номинальное напряжение, кВ

Расчетный ток на участках линии, в зависимости от которых, по экономическим токовым интервалам /2/ выберем сечение проводов ЛЭП:

, (13)

где

-расчётный ток, А;

– максимальный ток, А;

– коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации; для сетей 110–220 кВ в курсовом проекте этот коэффициент принимается равным 1,05. Введение этого коэффициента учитывает фактор разновременности затрат в технико-экономических расчетах.

– коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линий и ее значение в максимуме ЭЭС (определяется коэффициентом K_м).Значение этого коэффициента принимается равным отношению нагрузки линий в час максимума нагрузки энергосистемы к собственному максимуму нагрузки линий. K_м принимается равным 1.

Примем

равным 0,92. По формуле находим токи и по таблицам /2/ выбираем экономически целесообразные сечения проводов в зависимости от типа опор, климатической зоны, номинального напряжения линии и количества цепей.

Расчетный ток для выбора питающих линии от ТЭЦ:

А

А

Принимаем провод АС – 120.

Полученные сечения необходимо проверить по длительно допустимому току. Для этого рассчитывается послеаварийный режим.

Длительно допустимый ток определяется в зависимости от выбранного сечения по справочнику /3/ Данный ток указан при температуре 20⁰ С и одном проводнике. для различных условий прокладки. Поэтому допустимый ток:

(14)

где

- допустимый ток, А;

-длительно допустимый ток, А;

-коэффициент, учитывающий изменение тока в зависимости от температуры;

Выбранное сечение удовлетворяет условию послеаварийного режима, если ток меньше или равен

А.

А.

Условие выполняется, усиления линии не требуется

4. Выбор принципиальной схемы подстанции

Выбор главной схемы является определяющим при проектировании электрической части подстанций, так как он определяет состав элементов и связей между ними.

Главная схема электрических соединений подстанций зависит от следующих факторов: типа подстанции, числа и мощности установленных силовых трансформаторов, категорийности потребителей электрической энергии по надежности электроснабжения, уровней напряжения, количества питающих линий и отходящих присоединений, величин токов короткого замыкания, экономичности, гибкости и удобства в эксплуатации, безопасности обслуживания

Если к подстанции подходят две линии напряжением до 110 кВ включительно, применяется схема «мостик», для промышленных подстанций – с выключателями в цепях трансформаторов. На напряжение 220 кВ и выше, с мощностью подключаемых трансформаторов 63 МВА и выше применяется схема «четырёхугольник»; до 40 МВА – «мостик».

На высокой стороне подстанции установлено два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линий.

На стороне низкого напряжения установлена одна секционированная система шин.

5. Определение токов короткого замыкания