1. Составление двух вариантов структурных схем

В первом варианте энергия передается с РУВН на РУСН и РУНН с использованием только двух трансформаторов.

Рис.1. Первый вариант структурной схемы подстанции.

Во втором варианте энергия с РУВН передается на РУСН двумя автотрансформаторами и на РУНН двумя трансформаторами.

Рис.2. Второй вариант структурной схемы подстанции.

2. Построение графиков нагрузки

Суточные графики.

При проектировании пользуемся типовым графиком для станкостроительной промышленности.

Рис.3. Типовой график станкостроительной промышленности.

Таблица 1.

Нагрузка подстанции для зимнего и летнего периодов

Ступень графика	Летний график		Зимний график		График ПС
	Летние дни		Зимние дни		Летний	Зимний
	Рнн,МВт	Рсн,МВт	Рнн,МВт	Рсн,МВт	Р ,МВт	Р ,МВт
0ч-6ч	14	46	18	60	60	78
6ч-7ч	27	87	30	99	114	129
7ч-8ч	27	89	32	103	116	135
8ч-9ч	30	98	34	112	128	146
9ч-10ч	35	114	38	124	149	162
10ч-11ч	32	104	33	109	136	142
11ч-13ч	29	95	30	99	124	129
13ч-14ч	32	104	33	109	136	142
14ч-16ч	35	114	38	124	149	162
16ч-17ч	32	104	33	109	136	142
17ч-19ч	20	64	27	89	84	116
19ч-22ч	22	71	30	97	93	127
22ч-24ч	17	56	26	84	73	110

Количество летних дней n_л=182 и зимних дней n_з=183 в году.

Подсчитаем нагрузку на РУНН для зимы.

Р=Р_max10 * Р% , где Р_max10=40МВт, Р% - нагрузка подстанции на шинах нижнего напряжения НН для зимы берём из графика, %.

0-6 часов Р,=40 * 48% = 19 МВт; 6-7 часов Р₂=40 * 80% = 32 МВт; 7-8 часов Р₃=40 * 83% = 33 МВт; 8-9 часов Р₄=40 * 90% = 36 МВт; 9-10 часов Р₅=40 * 100% = 40 МВт;

10-11 часов Р₆=40 * 88% = 35 МВт; 11-13 часов Р₇=40 * 80% = 32 МВт;

13- 14 часов Р₈=40 * 88% = 35 МВт;

14- 16 часов Р₉=40 * 100% = 40 МВт; 16-17 часов Р_и,=40 * 88% = 35 МВт; 17-19 часов Р_п=40 * 72% = 29 МВт; 19-22 часов Р,₂=40 * 78% = 31 МВт; 22 - 24 часов Р₁₃=40 * 68% = 27 МВт

Подсчитаем нагрузку на РУСН для зимы.

Р=Р _max220 * Р% , где Р_{max 220}=260 МВт, Р% - нагрузка подстанции на шинах среднего напряжения СН для зимы берём из графика, %.

0-6 часов Р₁= 260 * 48% = 125 МВт; 6-7 часов Р₂=260 * 80% = 208 МВт; 7-8 часов Р₃=260 * 83% = 216 МВт; 8-9 часов Р₄=260 * 90% =234МВт; 9 - 10 часов Р₅=260 * 100% = 260МВт; 10-11 часов Р₆=260 * 88% = 239 МВт; 11 - 13 часов Р₇=260 * 80% = 208 МВт;

13–14 часов Р₈=260 * 88% = 239 МВт;

14–16 часов Р₉=260* 100% = 260 МВт;

16–17 часов Р₁₀=260* 88%= 239 МВт;

17–19 часов Р₁₁=260 * 72% = 187 МВт;

19–22 часов Р₁₂=260 * 78% = 203 МВт;

22–24 часов Р₁₃=260 * 68% = 177 МВт.

Подсчитаем нагрузку на РУНН для лета.

Р=Р_mах10 * Р% , где Р_max10=40 МВт, Р% - нагрузка подстанции на шинах нижнего напряжения НН для лета берём из графика, %.

0-6 часов Р,=40 * 37% = 15 МВт;

6-7 часов Р₂=40 * 70% = 28 МВт;

7-8 часов Р₃=40 * 72% = 29 МВт;

8-9 часов Р₄=40 * 79% = 32 МВт;

9-10 часов Р₅=40 * 92% = 37 МВт;

10-11 часов Р₆=40 * 84% = 34 МВт;

11-13 часов Р₇=40 * 77% = 31 МВт;

13-14 часов Р₈=40 * 84% = 34 МВт;

14–16 часов Р₉=40 * 92% = 37 МВт;

16–17 часов Р₁₀=40 * 84% = 34 МВт;

17–19 часов Р₁₁=40 * 52% = 21 МВт;

19–22 часов Р₁₂=40 * 57% = 23 МВт;

22–24 часов Р₁₃=40 * 45% = 18 МВт.

Подсчитаем нагрузку на РУСН для лета.

Р=Р_mах220 * Р% , где Р_max220=260 МВт, Р% - нагрузка подстанции на шинах среднего напряжения СН для зимы берём из графика, %.

0-6 часов Р,=260 * 37% = 96 МВт;

6-7 часов Р₂=260 * 70% = 182 МВт;

7-8 часов Р₃=260 * 72% = 187 МВт;

8-9 часов Р,=260 * 79% = 205 МВт;

9- 10часовР₅=260 * 92%= 239 МВт;

10–11 часов Р₆=260 * 84% = 218 МВт;

11–13 часов Р₇=260 * 77% = 200 МВт;

13–14 часов Р₈=260 * 84% = 218 МВт;

14–16 часов Р₉=260 * 92% = 239 МВт;

16–17 часов Р₁₀,=260 * 84% = 218 МВт;

17–19 часов Р₁₁=260 * 52% = 135 МВт;

19–22 часов Р₁₂=260 * 57% = 148 МВт;

22–24 часов Р₁₃=260 * 45% = 117 МВт.

По данным таблицы 1 строим суточные графики нагрузки на шинах НН и СН подстанции для летнего и зимнего периодов. Затем строим общий график нагрузки подстанции для летнего и зимнего периодов Р_∑ =Р_НН + Р_СН.

Рис. 4. Суточный график Р_НН нагрузки.

Рис. 5. Суточный график Р_СН нагрузки.

Рис. 6. Суточный график Р_∑ нагрузки.

Годовые графики по продолжительности.

Исходными данными для их построения являются графики зимних и летних суток и условное количество зимних n₃ и летних n_л суток в году. В зависимости от географической широты количество их различно. Возьмём количество зимних и летних суток для центральных районов страны следующее n₃=183 и n_л=182. Годовые графики строим для нагрузки на шинах НН и СН и для общего графика. Заполняем таблицу 2 и на основе её строим графики.

Таблица 2.

Годовые графики по продолжительности

		Р, МВт	Продолжительность действия нагрузки		Т=tл*nл+tз*nз, ч	W=Pi*Ti, МВт*ч
			tл, ч	tз, ч
НН		40	0	3	549	21960
		37	3	0	729	26973
		36	0	1	183	6588
		35	0	3	549	19215
		34	3	0	546	18564
		33	0	1	183	6039
		32	1	3	731	23392
		31	2	3	913	28303
		29	1	2	548	15892
		28	1	0	182	5096
		27	0	2	366	9882
		23	3	0	546	12558
		21	2	0	364	7644
		19	0	6	1098	20862
		18	2	0	364	6552
		15	6	0	1092	16380
		Итого	24	24	8943	245900
СН		260	3	0	546	141960
		239	0	3	549	131211
		234	1	0	182	42588
		229	3	0	546	125034
		218	0	3	549	119682
		216	1	0	182	39312
		208	3	0	546	113568
		205	0	1	183	37515
		203	3	0	546	110838
		200	0	2	366	73200
		187	2	1	547	10289
		182	0	1	183	33306
		177	2	0	364	64428
		148	0	3	549	81252
		135	0	2	366	49410
		125	6	0	1092	136500
	117		0	2	366	42822
	96		0	6	1098	105408
	Итого		24	24	7296	1458323

Рис. 7. Годовой график Р_НН нагрузки.

Рис. 8. Годовой график Р_СН нагрузки.

Рис. 9. Годовой график Р_∑ нагрузки.

Величина электроэнергии, отпущенная с шин НН:

Величина электроэнергии, отпущенная с шин СН:

Полная электроэнергия, отпущенная подстанцией:

W_∑ = W_нн+W_ch =76849+1861603 = 1938452 МВт*ч.

По графикам определяем:

продолжительность использования максимальной нагрузки для НН:

Т_max =76849/40=1921 ч.

продолжительность использования максимальной нагрузки для СН:

Т_max =1861603/260=7160 ч.

продолжительность использования максимальной нагрузки подстанцией:

Т_max =1938452/(40+260)=6462 ч.