4 Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей

В сравниваемых вариантах сети используются разные номинальные напряжения, поэтому для корректного технико-экономического сравнения вариантов трансформаторы и схемы ОРУ на стороне ВН подстанций потребителей нужно выбрать раньше и для каждого варианта.

Число трансформаторов на подстанциях с ВН 35 кВ и выше определяется категориями потребителей по требуемой степени надежности электроснабжения.

Если все потребители относятся к III категории, то на ПС достаточно установить один трансформатор. При этом номинальная мощность трансформатора S_ном выбирается исходя из максимальной расчетной нагрузки потребителей S_нб [1]:

_ном ≥ S_нб /0,9 , (4.1)

где 0,9 - коэффициент загрузки трансформатора в режиме наибольших нагрузок.

Если ПС имеет потребителей I или II категории, то согласно ПУЭ [3] требуется установка двух трансформаторов. При этом номинальная мощность трансформаторов выбирается по двум условиям:

) в нормальном режиме должно быть обеспечено электроснабжение всех потребителей:

_ном ≥ S_нб /(0,9·2); (4.2)

) в послеаварийном режиме, возникшем в результате выхода из строя одного из трансформаторов, должно быть обеспечено электроснабжение потребителей I и II категории S_нбI,II с учетом допустимой перегрузки трансформатора, оставшегося в работе. Согласно [3], если нагрузка трансформатора в нормальном режиме не превышает 0,93S_ном, то в послеаварийном режиме допускается перегрузка трансформатора на 40% сверх его номинальной мощности в течение пяти суток на время максимумов нагрузки общей продолжительностью не более шести часов в сутки:

_ном ≥ S_нбI,II /1,4. (4.3)

Согласно заданию все потребители имеют электроприемники II категории, поэтому мощности трансформаторов выбираем по условиям (4.2) и (4.3).

4.1 Вариант радиально-магистральной сети

По данным табл. 1 (Ρ_j;Q_j') и составу электроприемников по категориям (таблица исходных данных) находим мощности S_нб и S_нбI,II:

S_нбi = ; (4.4)

S_{нб I,IIi} = ( , (4.5)

где , - доля электроприемников I и II категории i-го потребителя, о.е.

Для потребителя 1:

_нб1 =

S_нбI,II.1 = (0+0,10)24,13 = 2,41 МВ·А.

Результаты расчетов для всех потребителей приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1 - Расчет мощностей S_нб и S_нбI,II потребителей

Потребитель	1	2	3	4	5	6
Ρi, МВт	22,2	24,5	23,1	10,8	14,8	18,4
Qi', Мвар	9,46	9,91	9,63	4,43	5,96	7,53
Sнбi, МВ·А	24,13	26,43	25,03	11,67	15,95	19,88
, о.е.	0	0,25	0,20	0,10	0,20	0
, о.е.	0,10	0,35	0,20	0,25	0,30	0,20
SнбI,II.i,МВ·А	2,41	15,86	10,01	4,09	7,98	3,98

Выбираем мощности трансформаторов для подстанции 1:

по условию (4.2): S_ном ≥ 24,13/(0,9·2) = 13,41 МВ·А;

по условию (4.3): S_ном ≥ 2,41 /1,4 = 1,72 МВ·А.

Согласно заданию U_н.ном = 10 кВ. По обоим условиям выбираем два трансформатора типа ТДН - 16000/110: S_ном = 16 МВ·А; U_в.ном = 115 кВ; U_н.ном = 11 кВ; РПН = ± 9·1,78 = ±16,02%.

Результаты выбора трансформаторов (S_ном) для других потребителей сведены в табл. 4.2.

Таблица 4.2 - Выбор трансформаторов на подстанциях потребителей

Потребитель	1	2	3	4	5	6
Sном, МВ·А,по (4.2)≥	13.41	14,68	13,91	6,48	8,86	11,04
Sном, МВ·А,по (4.3)≥	1,72	11,33	7,15	2,92	5,70	2,84
Sном, МВ·А, принят.	16	16	16	10	10	16

При выборе схем ОРУ на стороне ВН подстанции используем рис. 2.2 и приложение 1. Согласно этому подстанции 1, 2, 5 и 6 являются тупиковыми двухтрансформаторными, питающимися по двухцепным линиям электропередачи 110 кВ. Они имеют на стороне ВН три выключателя: два выключателя в цепях трансформаторов и один выключатель в автоматической перемычке со стороны трансформаторов (схема двойного блока - рис. П.1).

Подстанция 4 является проходной и выполняется по схеме двойного блока с автоматической перемычкой со стороны линий и с двумя секционирующими выключателями в каждом узле ответвления от линии к трансформатору. Она имеет в ОРУ ВН семь выключателей (рис. П.2).

ПС3 является узловой и выполняется по схеме «одна рабочая система шин, секционированная выключателем, и обходная, с выключателями во всех присоединениях». Она имеет в ОРУ ВН десять выключателей (рис. П.4).

На подстанциях 4 и 5 устанавливаются по два трансформатора типа ТДН-10000/110, а на подстанциях 1, 2, 3 и 6 - типа ТДН - 16000/110.