3 Выбор и обоснование главной схемы электрических соединений

Учитывая наличие потребителя I категории не терпящих перерывов в электроснабжении, выбирается тупиковая схема подстанции, в которой питание потребителей производится от двух независимых источников питания.

В большинстве случаев выбор схемы базируется на технико-экономических расчетах. Для подстанции с двумя напряжениями, схема определяется однозначно, и ее проектирование сводится к выбору уже существующих типовых.

Принимаем схему с выключателями на высокой стороне и ремонтной перемычкой с выключателями, так как она является наиболее надежной (рисунок 3).

Рисунок 3 - схема с выключателями на высокой стороне и ремонтной перемычкой с выключателем.

4 Выбор типа, числа и мощности силовых трансформаторов

При определении числа трансформаторов на подстанции исходят из обеспечения питания с учетом категории потребителей. При наличии потребителей первой категории на подстанции должно быть установлено не менее двух силовых трансформаторов.

Ориентировочная мощность трансформатора

S_тр=(0,65:0,75)*S_м, (8)

где: S_м – максимальная мощность подстанции, МВА

S=0,7*16,3

S=11,4 МВА

Принимаются 2 трансформатора мощностью S_нт=16МВА

Выбранные трансформаторы проверяются на аварийную перегрузочную способность по ГОСТ 14209-97.

Для города Оренбурга t^○=12^○c принимается коэффициент перегрузки k=1,5.

Мощность, обеспечиваемая трансформатором в период перегрузки S=1,5*16,3=24

Условия работы трансформатора при перегрузке выполняется, следовательно окончательно принимаем силовой трансформатор ТДН 16000/110.

Определяется коэффициент обеспеченности трансформаторной мощности по формуле:

К^*_нт= (9)

К^*_нт=32/16,3=1,96

К^*_нт>1,0>1 – проверка на систематическую перегрузку не требуется. Выбирается трансформатор типа ТДН-16000/110

Таблица 2 – Параметры трансформатора ТДН-16000/110

Тип	Sнт мВА	Uнвн кВ	Uннн кВ	∆Pхх кВт	∆Pкз кВт	Uк %	Iхх %	длина	ширина	высота
ТДН 16000/110	16	115	10,5	18	85	10,5	0,7	6	3,5	5,5

5 Расчет токов короткого замыкания

На основании составленной расчетной схемы установки составляются схемы замещения, по которой ведется расчет токов короткого замыкания. Для ограничения токов короткого замыкания на низкой стороне принимаем раздельную работу силовых трансформаторов, что позволяет перейти к данной схеме замещения (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема замещения

Необходимо для того, чтобы правильно выбрать, проверить электрические аппараты и токоведущие части.

Расчет токов короткого замыкания проводят в относительных единицах. При использовании системы относительных единиц, все рсчетные данные приводят к базисным напряжению и мощности. За базисное значение напряжения принимается напряжение той ступени на которой произошло короткое замыкание.

За базисную мощность принимается суммарное значение мощности всех источников питания или удобное для расчета число, кратное десяти.

Расчет тока короткого замыкания для точки К₁.

U_б=115 кВ

S_б=100 МВА

I_б =100/(1,7*115)=0,502кА

I_б

По расчетным кривым таблицы 1 определяется:

t=0

X_*=0,4

Для t=0 и X_*=0,4 – I_*"t=2,5 осуществляется перевод от простых единиц к именованным:

I"=2,5*0,502=1,255 кА

I"=I_б*I_*t=0

Определяем ударный ток:

I_у=2,55*I"

I_у=3,2 кА

Определяем мощность короткого замыкания:

S_кз=S_б* I_*t

S_кз=100*2,5=250 МВА

Расчет тока короткого замыкания I_кз для К₂

U_б=10,5кВ

S_б=100 МВА

I_б=

I_б=

X_тр= =0,42

X_∑+Х_тр=0,4+0,42=0,82

Осуществляем переход от относительных единиц к именованным:

I_ка=I_б*I_*t=0=5,49*0,99=5,43кА

Определяется ударный ток

I_y=2,55*543=13,84

Определяется мощность короткого замыкания

S_к.з.=S_б*I_*t=0=100*0,99==990

Таблица 3- параметры короткого замыкания схемы

№ точки	Iб кА	I|| кА	iy кА	Sкз МВА
К1	0,502	1,26	3,2	250
К2	5,49	5,43	13,8	990