2.1.3. Указание по применение мостиковых схем и схем

четырехугольников (квадратов)

Мостиковые схемы [6] рекомендуются к применению на стороне ВН 35-220 кВ при секционировании линий и мощности трансформатора до 125 MBА включительно. При напряжении 110-220 кВ мостиковые схемы применяются с ремонтной перемычкой, на 35 кВ она не предусматривается.

Схема мостика с выключателем в перемычке и отделителями в цепях трансформато­ров применяются при двухстороннем питании или транзите мощности на напряжение 35-110 кВ, а при отсутствии ОАПВ и на 220 кВ. Для подстанций 35 кВ в этой схеме вместо отдели­телей могут быть использованы предохранители, а при невозможности использования ОД по климатическим условиям - выключатели. Схема с двойным мостиком на выключателях и с ОД в цепях трансформаторов применяется на 110 кВ при необходимости присоединения к тупиковой или ответвительной подстанции к одной или двум воздушным линиям РУ по схеме четырехугольника применяются на 220 кВ и выше при 4-6 присоединениях в случаях:

- мощности трансформаторов от 25 до 125 МБА при U = 110-330 кВ;

- наличия ответственных потребителей на среднем или низшем напряжении,

- секционирования транзитной линии.

5

2.1.4. Указание по применению схем со сборными шинами 6-220 кВ

Схемы с одной и двумя системами сборных шин [5] предусматриваются для РУ ВН 35-220 кВ при 5 и более присоединениях.

Схемы с одной секционированной и обходной системами сборных шин применяются на 110-220 кВ при парных линиях или линиях, резервируемых от других подстанций.

Схема с одной рабочей, секционированной выключателем, и обходной СШ и ОД в це­пях трансформаторов с совмещенными МШВ и ОВ применяется в РУ ВН 110-220 кВ при на­личии до 6 присоединений и отсутствии перспективы дальнейшего развития Вариант этой же схемы с выключателями в цепях трансформаторов также применяется при числе присое­динений более 6.

Схема с двумя рабочими и обходной СШ применяется в РУ ВН и СН 110-220 кВ при числе присоединений от 7 до 16 включительно, а в РУ 220 кВ при числе присоединений от 12 до 15 включительно допускается секционировать одну рабочую систему шин выключате­лем, при этом предусматриваются два ШСВ и один ОВ.

РУ 110-220 кВ с применением герметизированных элегазовых ячеек (КРУЭ) выпол­няются без ОСШ.

Одиночная секционированная выключателем СШ 6-10 кВ применяется при двух трансформаторах, присоединенных к одной системе шин 6-10 кВ.

Схема с двумя одиночными СШ 6-10 кВ секционированными выключателями (СВ) применяется в случае двух трансформаторов с расщепленными обмотками НН и при приме­нении сдвоенных реакторов, а также при числе линий НН более 10 на одну секцию.

В случае, когда на стороне НН трансформаторов кроме собственных нужд присоеди­нены 1-2 потребителя, РУ 6-10 кВ не сооружается и главные трансформаторы присоединя­ются без выключателей вводов (через реактор или без него) к несвязанным между собой сек­циям 6-10 кВ.

2.2. Расчет мощности и выбор главных понизительных трансформаторов

В задании на курсовой проект даются значения активной мощности и средневзвешен­ное значение для каждого напряжения. По заданным , и типовому суточ­ному графику изменения нагрузки определяются следующие величины:

1. Максимальная нагрузка , , для каждой ступени напряжения.

2. Минимальная нагрузка (по суточному графику).

3. Средняя нагрузка .

4. Время использования максимальной активной нагрузки (в часах) за год

5. Коэффициент заполнения графика нагрузки .

6

Примерный график нагрузки подстанции приведен на рис. 1.

Исходными данными для построения графиков в именованных единицах являются типовой график (рис. 1) (в процентах) и расчетные максимальные нагрузки:

; ; ; .

Принимая и за 100% типового графика, строят график для каждой ступе­ни мощности ее значения из выражения:

; ,

где и - ординаты типового графика для рассматриваемой ступени мощности, %.

Рис 1. Примерные графики нагрузок подстанции

а) суточный, б) годовой по продолжительности

Для облегчения расчетов целесообразно составить таблицу произвольной формы. По данным суточного графика нагрузки и расчетной таблицы определяются величины:

; ; ; ; .

При установке на подстанции N_Т трансформаторов (N_Т >1) расчетным режимом явля­ется отказ одного из трансформаторов, когда оставшиеся в работе с учетом их аварийной перегрузки должны передать всю необходимую мощность:

7

,

где - номинальная мощность выбранного трансформатора;

- коэффициент аварийной перегрузки трансформатора, равный 1,4 (ГОСТ 14209-69), такая перегрузка допустима в течение не более 5 суток при условии, что коэффициент на­чальной нагрузки не более 0,93, а длительность максимума нагрузки составляет не более 6 ч в сутки.

Таким образом, для проектирования подстанции можно брать число трансформаторов от одного и более

Установка одного трансформатора возможна в следующих случаях:

1. От подстанции питаются неответственные приемники, причем на случай отказа трансформатора предусмотрен централизованный трансформаторный резерв с возможно­стью замены трансформатора в течение суток, не более

2. Для резервирования питания, потребителей 1-й и 2-й категории в сетях среднего и низшего напряжения имеются вторые источники питания, причем для потребителей 1-й ка­тегории обеспечен АВР.

Поскольку от подстанции большей частью питаются потребители всех категорий и питание от системы имеется лишь со стороны ВН, то требуется, как правило, установка не менее 2-х трансформаторов.

В любом случае должны быть рассмотрены не менее 2-х вариантов количества и мощности трансформаторов и подвергнуты технико-экономическому сравнению.

Если мощность трансформаторов оптимального варианта отличается не более чем на 5% в мень­шую сторону от расчетной мощности, то можно принять решение в пользу этого варианта.

При определении Sр следует учитывать коэффициент перспективы роста нагрузок на 5 и 10 лет. К₅ - принять равным 1,1; а К₁₀ - 1,25.

Технико-экономическое сравнение вариантов проводить по известной методике при­веденных затрат с учетом стоимости годовых потерь энергии в трансформаторе. Если на подстанции будет установлено n одинаковых трансформаторов номинальной мощностью S_H каждый, а общая максимальная нагрузка составляет S_max, то упрощенно потери можно счи­тать как:

,

где - потери в стали, кВт;

- потери в меди в номинальном режиме, кВт;

-наибольшее время в году с максимальной нагрузкой, ч.

может быть определено по формуле, предложенной В.В. Козевичем [4]

.

8

Окончательно принимается вариант, удовлетворяющий надежности и имеющий ми­нимум приведенных затрат.

Примечание:

При определении расчетной мощности подстанции следует учесть мощ­ность трансформаторов собственных нужд (ТСН), которые присоеди­няются обычно к сборным шинам НН. Мощность собственны нужд берется 0,5% от мощности подстанции.

Составление расчетной схемы

Аппараты и токоведущие конструкции не должны выходить из строя из-за кратковре­менного протекания по ним больших токов, возникающих при коротких замыканиях (к.з ), имеющих место в электроустановках. Токи коротких замыканий (ТКЗ) должны успешно от­ключаться и включаться выключателями. Для расчета ТКЗ сначала составляется расчетная схема подстанции. На ней указываются все элементы, влияющие на величину ТКЗ (источни­ки питания, трансформаторы, синхронные компенсаторы, связи между секциями шин и т.д.) На расчетной схеме целесообразно указать все необходимые параметры оборудования, ли­ний и системы согласно задания и взятые из справочников и каталогов. Расчетная схема должна составляться для нормального длительного режима. Если трансформаторы подстан­ции длительно включаются на параллельную работу это должно учитываться в расчетной схеме

Для воздушных линий может учитываться только индуктивное сопротивление, для кабельных линий должно учитываться и индуктивное и активное сопротивления.

На схеме должны быть показаны схемы соединения обмоток всех трансформаторов и все заземленные нейтрали.

На расчетной схеме намечаются расчетные точки предполагаемых КЗ. Расчетная точ­ка для каждого выключателя, разъединителя сборных: шин выбирается в том месте, при ко­ротком замыкании в котором ТКЗ, во-первых, потечет через данный элемент, во-вторых, бу­дет иметь максимальную величину.

Для элементов с односторонним питанием расчетная точка определяется однозначно, без сравнения ТКЗ от других источников. Например, для выключателя линии, питающей от­дельный потребитель, расчетной является точка, расположенная на тех его выводах, к кото­рым подключена линия.

Сопротивления сборных шин, контактов выключателей и разъединителей, коротких воздушных и кабельных линий-перемычек не учитываются.

Пример расчетной схемы для двухтрансформаторной подстанции приведен на рис.2. Поскольку элементы РУ (выключатели, разъединители и др.) имеют малое сопротивление и в схемы замещения не вводятся, то ТКЗ в любой точке РУ совпадают с ТКЗ на сборных ши­нах, таким образом, определение максимальных ТКЗ для выбора аппаратов РУ упрощается.

По расчетной схеме для намеченных точек расчета ТКЗ изображаются

9

однолинейные схемы замещения. В них электромагнитные связи заменяются электрическими. Величины сопротивлений замещения определяются расчетом с учетом известных выражений [4]. Схе­мы замещения преобразуются, если в этом есть необходимость, и сворачиваются в одно ре­зультирующее сопротивление по известным выражениям [5].

Рис. 2. Схема для расчетов токов коротких замыканий