2. Выборструктурнойсхемы

В данной работе проектируется тупиковая подстанция 110/10кВ. Связь с системой по ВЛ 110 кВ, потребитель – предприятие радиоэлектронной промышленности.

Исходные данные:

P_max10=27МВт;

сosφ₁₀ = 0,8;

S_н.с.110= 1400 МВА;

При проектировании электроустановки до разработки главной схемы составляется структурная схема выдачи электроэнергии, на которой показываются основные функциональные части электроустановки и связь между ними. Эта структурная схема будет вести к дальнейшей разработке более подробной и полной принципиальной схемы, а также для общего ознакомления с работой электроустановки.

Подстанция питает потребителя радиоэлектронной промышленности, который относится к I-й категории по надёжности электроснабжения, следовательно, количество трансформаторов на подстанции не может быть меньше двух, иначе при аварии или плановом ремонте трансформатора потребители останутся без электроснабжения. Установка трёх трансформаторов хотя и повышает надежность, но приводит к сильному увеличению расходов на постройку подстанции и её эксплуатацию. Следовательно, принимаем количество трансформаторов на подстанции равным двум.

Структурная электрическая схема зависит от состава оборудования, распределения и нагрузки между распределительными устройствами (РУ) разного напряжения и связи между этими РУ.

Рисунок 4 – Структурная схема подстанции

При установке двух трансформаторов и отсутствия резервирования по сетям низшего напряжения мощность каждого из них выбирается с учетом загрузки трансформатора не более 70% от суммарной максимальной нагрузки подстанции в номинальном режиме [1].

3. Выбор числа имощности силових трансформаторов

Нормами технологического проектирования рекомендуется устанавливать на ПС два трансформатора связи, чтобы в случае отключения одного из них, оставшийся в работе смог обеспечить потребителей электроэнергией. Установка трех и более трансформаторов, как правило, нецелесообразно, так как приводит к существенному увеличению капитальных вложений в схему РУ.

Рассчитывают номинальную единичную мощность трансформатора по формуле[2]:

(3.1)

где 1,4 – коэффициент, учитывающий нагрузочную способность;

k_отк – доля потребителей, отключение которых допустимо в аварийных режимах (в данном случае k_отк=0, так как предприятие радиоэлектронной промышленности является потребителем I категории);

n_Т – число параллельно работающих трансформаторов.

Ближайшим по номинальной мощности является трансформатор типа ТДН-25000/110, имеющий масляную систему охлаждения с дутьем и естественной циркуляцией масла, параметры которого приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 – Технические данные силового трансформатора

Тип	Sном, МВА	UН,ВН, кВ	UН,НН, кВ	uk, %	∆Рk.з., кВт	∆Рх.х., кВт	Цена, тыс.руб.
ТДН-25000/110	25	115	10,5	10,5	120	25	28000

Далее проводят проверку допустимости систематических нагрузок и аварийных перегрузок для всех намеченных вариантов. Для этого график суточной нагрузки преобразуют в эквивалентный двухступенчатый график.

При преобразовании исходного графика нагрузки в эквивалентный график нагрузки рассматриваются три случая:

1) исходный график имеет один максимум (тепловой импульс- площадь ограниченная линией номинальной мощности трансформатора и ординатой мощности графика).В этом случае длительность предшествующего десятичасового периода откладывается до начала периода перегрузки.

2) исходный график имеет два максимума, причем больший по тепловому импульсу следует за меньшим.

В этом случае величина и длительность перегрузки определяется по параметрам большего максимума, а меньший максимум учитывается в эквивалентной начальной нагрузке предшествующего десятичасового периода, т.е. длительность десятичасового периода откладывается в сторону меньшего максимума по тепловому импульсу.

3) исходный график имеет два максимума, причем меньший по тепловому импульсу следует за большим.

В этом случае величина и длительность перегрузки определяется по параметрам большего максимума, а меньший максимум учитывается в эквивалентной начальной нагрузке, которая определяется по десятичасовому периоду, следующему за большим максимумом, т.е. длительность десятичасового периода также откладывается в сторону меньшего максимума по тепловому импульсу.

Коэффициент начальной нагрузки эквивалентного графика определяется по выражению:

(3.2)

где S₁, S₂, …S_m – значения нагрузки в интервалах времени десятичасового периода t₁, t₂, ..t_n; (n = 10) до начала максимума нагрузки;

S_ном = S_H – номинальная мощность трансформатора.

Коэффициент максимальной нагрузки эквивалентного графика в интервале времени t_m1, t_m2, и др. определяется по выражению:

(3.3)

Т.к. коэффициент К₂^/ = 1,24 < 0,9·1,5 = 1,35, то принимаем К₂ = 1,35

Вычисляем ступени графика для трансформатора мощностью 25 МВА:

К₁S_H = 0,86·25 = 21,5 МВА

К₂S_H = 1,35·25 = 33,8 МВА

Эквивалентный график изображен на рисунке 5.

S, МВА

33,8

33,8

21,5

0 6 16

Рисунок 5 – Двухступенчатый график нагрузки

С учетом вида системы охлаждения трансформатора (Д), постоянной времени его нагрева и эквивалентной температуры окружающей среды, пользуемся таблицей 3, приведённой в ГОСТ 14209-85 [3]. Под эквивалентной температурой понимают температуру окружающей среды, зависящую от среднемесячных и среднегодовых температур климатической зоны расположения подстанции. Эквивалентная температура определяется по справочникам (берем 0⁰ С). Из таблицы 3 [3] в зависимости от типа охлаждения (Д) с учетом коэффициентов начальной нагрузки К₁=0,43 и максимальной нагрузки К₂=1,35 определяем допустимую продолжительность перегрузки - 10 часов и сравниваем со временем максимума суточного графика - 10 часов. Трансформатор 25 МВА проходит по перегрузке.

Трансформатор ТДН–25000/110 – это трёхфазный двухобмоточный трансформатор с устройством регулирования под напряжением (РПН), охлаждение масляное с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха. Предназначен для наружной или внутренней установки умеренного климата.