СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Рис. 2.1 Схема электроснабжения НПС
На рис. 2.1 приведена схема электроснабжения НПС "Мишкино".
НПС относится к первой категории надёжности электроснабжения,
поэтому, согласно ПУЭ, проектируемый объект в нормальных режимах должен обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.
Тогда электроснабжение НПС будет осуществляться по двум одноцепным взаимно резервирующим воздушным линиям 110 кВ от разных секций шин головной подстанции.
2.2 РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Расчёт электрических нагрузок ведём методом коэффициента спроса,
т.к. известны мощности отдельных электроприемников - синхронных двигателей, для которых коэффициент спроса Кс=0,9
. Найдем расчетную активную мощность высоковольтных синхронных двигателей:
P |
К |
|
P |
n |
(2.1) |
p(сд) |
|
с |
н(сд) |
сд |
|
|
|
где nсд - число электроприёмников (синхронных двигателей);
Рн (сд) - номинальная активная мощность единичного электроприемника.
Pp(сд) 0,9 8 6 43,2 МВт
2. Найдем реактивную мощность высоковольтных синхронных электродвигателей:
Qp(сд) |
РР(сд) |
|
|
1 cos2 |
|
|
|
cos |
(2.2) |
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
где cos 0,9 - коэффициент мощности для данного типа электроприёмника;
Q |
|
43,2 |
1 0,9 |
15,18 |
|
p(сд) |
0,9 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
МВАр
. Расчёт низковольтного оборудования проводится методом упорядоченных диаграмм:
Р |
м |
к |
м |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
см |
(2.3) |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Р |
|
|
к |
|
Р |
|
|
|
|
|
|
см |
|
и |
н |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
(2.4) |
|
||
Qм Рсм tg (2.5) |
||||||||||
S |
|
|
Р |
2 |
Q |
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
м |
|
|
|
|
м |
|
|
м |
(2.6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. Найдем полную мощность:
S |
|
|
P |
2 |
Q |
|
2 |
|
|
|
р |
|
р |
|
|
|
|||||
|
|
р |
|
|
|
(2.7) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
2 |
( 15,18) |
2 |
45,8 |
||
р |
(43,2) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МВА
2.3 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ
НПС относится к потребителю I категории надежности. Для электроснабжения потребителей I и II категорий надежности должны быть предусмотрены два независимых источника электроснабжения, т.е.
двухтрансформаторные подстанции и питание должно подаваться по двум независимым линиям.
Номинальная мощность трансформатора выбирается по расчетной максимальной мощности потребителя: SНОМ≥ SР.
Расчетная нагрузка Sр была вычислена по формуле (2.7):
S р 45,8 МВА
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Учитывая результат полной мощности электродвигателей, выберем трансформаторы. С учетом допустимых нагрузок мощность каждого из трансформаторов может быть принята Sном = 40 МВ*А.
Выберем двухобмоточные масляные трансформаторы типа ТРДНС40000/110, технические данные которых сведены в табл.2.1.
Таблица 2.1 Параметры трансформаторов ТРДНС-40000/110.
Параметры |
Единицы измерения |
Данные |
Номинальная мощность, Sном |
кВ*А |
40000 |
Номинальное напряжение обмотки ВН |
кВ |
110 |
Номинальное напряжение обмотки НН |
кВ |
10 |
Потери холостого хода, Р0 |
кВт |
50 |
Потери короткого замыкания, Рк |
кВт |
170 |
Напряжение короткого замыкания, Uк |
% |
11,5 |
Ток холостого хода, I0 |
% |
0,60 |
Трансформатор типа ТРДНС-40000/110-У1 силовой масляный трехфазный двухобмоточный с расщепленной обмоткой НН, с
принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, с
регулированием напряжения под нагрузкой; предназначен для работы на электростанциях в качестве пускорезервного собственных нужд, а также на подстанциях энергосистем и промышленных предприятий.
Проверим, подходят ли выбранные трансформаторы с учетом потерь.
Активные потери составляют 2 % от номинальной мощности. Реактивные потери составляют 10 % от номинальной мощности.
PP
0,02 0,02
S |
ном |
(2.8) |
|
||
|
|
|
40000 800 |
||
кВт
Q
Q
0,1 Sном (2.9)
0,1 40000 4000
кВар
Тогда полная мощность двигателей с учетом потерь в трансформаторах составит:
S |
* |
|
|
(P |
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
p |
S*р 
(43,2
P) |
2 |
( Q |
|
Q) |
2 |
|
p |
(2.10) |
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0,8)2 ( 15,18 4)2 45,4
МВА
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
Коэффициент загрузки трансформаторов в номинальном режиме вычисляется по формуле:
|
|
|
S |
р |
|
K |
|
|
|
|
|
з |
S |
|
|
||
|
2 |
ном |
(2.11) |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
K45,4 0,57
з2 40
Номинальная мощность каждого трансформатора выбирается из условия:
|
|
S |
р |
|
S |
|
|
||
ном.т 2 |
0,7 |
|||
|
||||
(2.12)
S |
45,4 |
||
ном.т 2 |
0,7 |
||
|
|||
40МВА 32,4МВА
При таком выборе в аварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор должен обеспечить нормальное электроснабжение всех потребителей I и II категорий надежности, перегружаясь при этом не более, чем на 40%, т.е.:
1,4 S |
ном.т |
S |
р |
|
|
(2.15),
1,4 40 45,4
Такая перегрузка допустима для трансформаторов в течение 6 часов в сутки сроком не более чем на 5 суток.
Следовательно, данный тип трансформаторов удовлетворяет нашим требованиям.
2.4 ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ
Сечение проводов и жил кабелей выбирают в зависимости от ряда технических и экономических факторов. Электрические сети можно
рассчитать: |
|
|
по экономической плотности тока; |
|
по потере напряжения; |
|
по нагреву. |
Согласно ПУЭ выбор экономически целесообразного сечения
производят по экономической плотности тока, которая зависит от материала
проводников, конструкции провода и числа часов использования максимума
СПГУАП группа 4736 https://new.guap.ru
активной мощности, поэтому выберем сечения проводов по экономической
плотности тока. Сечение проводников проектируемой линии с достаточной
точностью можно определить по формуле:
F |
|
I |
Р |
|
|||
|
|
|
|
эк |
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
эк |
|
(2.16)
где jэк - экономическая плотность тока, для алюминиевых проводов jэк=1.3 А/мм2; Iр - расчетное значение тока. А.
Расчетное значение тока Iр можно определить по величине активной Рр. либо полной Sp расчетной мощности.
Для трансформаторов расчетный ток:
I |
|
|
S |
ном.тр |
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|||
|
расч |
|
3 |
U |
|
|
|
|
|
ном |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(2.17)
где Uном - номинальное напряжение сети, равное 110 кВ.
Iрасч |
40000 |
210 А |
||
|
|
|
||
|
3 110 |
|||
|
|
|
||
Для синхронного двигателя номинальный ток:
I |
|
|
Р |
|
|
|
|
|
ном.дв |
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
расч.дв |
3 |
U |
|
соs |
|
|
|
ном |
(2.18) |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
где Рном дв - номинальная мощность электродвигателя, кВт;ном - номинальное напряжение, равное 10 кВ;
сos φ - коэффициент мощности электродвигателя.
I |
расч.дв |
|
|
8000 |
513 А |
|
10 0,9 |
|||
3 |
|
Выбор сечений по нагреву для параллельно работающих линий, питающих ЗРУ 10 кВ, производят по расчетному току, в качестве которого принят ток послеаварийного режима, когда одна питающая линия вышла из строя. Расчётный ток для этого случая определим по величине расчётной мощности: