1. Вибір головної схеми електричних з'єднань

Головна схема електричних з'єднань визначає основні якості електричної частини станцій і підстанцій: надійність, економічність, ремонтопридатність, безпека обслуговування, зручність експлуатації, зручність розміщення електроустаткування, можливість подальшого розширення і т.д.[1].

На рис. 1.1 приведена структурна схема ділянки мережі з підстанцією і трансформаторами, що мають розчеплення вторинних обмоток.

Рис. 1.1. Блокова схема двотрансформаторної підстанції

На боці високої напруги при кількості трансформаторів 2 і кількості ліній, що відходять, для тупикових підстанцій застосовується схема 2-х блоків ”лінія - трансформатор” з вимикачами у колах трансформаторів і неавтоматичною перемичкою з боку ліній (рис.4.1). Схема економічна: на 4 приєднання застосовано 2 вими­кача. Схема надійна. При відключенні лінії W1 першого блоку вимикачем разом з лінією відключається трансформатор блоку Т1. Для відновлення роботи непошкодженого трансформатора Т1 застосовується неавтоматична перемичка з роз'єднувачами Р7 і Р8, один з яких норма­льно включений, другий — відключений. При пошкодженні на лінії W1 відключаються вимикачі Q1 і Q3. Лінійними роз'єднувачами РЗ і Р5 пошкоджена лінія виводиться на ре­монт. У безструмову паузу вмикається відключений роз'єднувач перемички. Після чого вмикається вимикач Q3. Живлення трансформатора Т1 відновлюється по лінії W2 і неав­томатичній перемичці. При пошкодженні трансформатора Т1 відключаються вимикачі Q5, Q6, Q3 і Q1. Тобто буде відключене весь блок. Але відновити роботу непошкодженої лінії W1 не можна із-за відсутності вимикача у перемичці — це недолік схеми. Але цей недолікне дуже значний, тому що пошкодження трансформатора, порівняно з пошкодженням лінії, бувають рідко. У нормальному режимі на високій і низькій напрузі блоки працюють окремо.

Згідно [2] на боці низької напруги підстанцій застосовується схема 2-х одиночних сис­тем шин, секціонованих вимикачем Q9 чи Q10 (рис. 1.1). На боці низької напруги трансформатори працюють окремо. Схема економічна і надійна. Надійність електропостачання споживачів забезпечується живленням від різних секцій низької напруги В1 і В2. При пошкодженні на одній секції всі приєднання цієї секції буде відключено.

2. Розрахунок і побудова річного графіка навантаження

У завданні на курсове проектування указується добовий графік навантаження для зимового періоду (рис. 2.1) для підприємства, для постачання якого спроектуємо підстанцію.

Максимальне навантаження для графіка приймаємо згідно завдання =50 МВт, коефіцієнт потужності приймаємо= 0.8 потужності підстанції.

У довідковій літературі приводиться декілька добових графіків, що характеризують роботу споживача у різний час, роки і в різні дні тижня. Основним є зимовий добовий графік робочого дня. Його максимальне навантаження =50 МВт приймається за 100% і ординати всієї решти графіків задаються у відсотках щодо цього значення (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Типовий добовий графік активного навантаження

При відомій потужності =50 МВт, типовий графік навантаження переводиться в зимовий графік навантаження конкретного споживача, використовуючи наступні співвідношення для кожного ступеня графіка

(2.1)

де – потужність на i-той ступені добового зимового графіка, МВт;

% – ордината відповідного ступеня добового типового графіка %;

– максимальне навантаження підстанції, вказане в завданні, МВт.

Зимовий графік навантаження переводиться в літній графік навантаження конкретного споживача, використовуючи наступні співвідношення для кожного ступеня графіка:

, (2.2)

де – потужність на i-той ступені добового літнього графіка, МВт;

- літнє навантаження підстанції у відсотках від зимового навантаження,

Коефіцієнт потужності кожної ступені графіка навантаження:

, (2.3)

Повна потужність підстанції на i-той ступені добового графіка навантаження:

, (2.4)

де - коефіцієнт потужності, який приведено в завданні до проекту.

Розрахунок графіків навантаження приведено в табл. 2.1.

Таблиця 2.1

Графіки навантаження

Інтервал часу, t, годин	Ордината відповідного ступеня добового типового графіка, %	Потужність на i-той ступені добового зимового графіка, МВт	Потужність на i-той ступені добового літнього графіка, МВт	Повна зимова потужність навантаження, Siз, МВА	Повна літня потужність навантаження, Siл , МВА
0-1	45	22,5	15,75	28,12	19,69	22,5	15,75	791
1-2	45	22,5	15,75	28,12	19,69	22,5	15,75	791
2-3	45	22,5	15,75	28,12	19,69	22,5	15,75	791
3-4	45	22,5	15,75	28,12	19,69	22,5	15,75	791
4-5	48	24	16,8	30	21	24	16,8	900
5-6	48	24	16,8	30	21	24	16,8	900
6-7	79	39,5	27,6	49,3	34,5	39,5	27,6	2430
7-8	90	45	31,5	56,25	39,3	45	31,5	3164
8-9	100	50	35	17,5	43,7	50	35	306
9-10	100	50	35	17,5	43,7	50	35	306
10-11	90	45	31,5	56,25	39,3	45	31,5	1544
11-12	79	39,5	27,6	49,3	34,5	39,5	27,6	2430,4
12-13	90	45	31,5	56,25	39,3	45	31,5	1909
13-14	90	45	24,5	43,7	30,6	45	24,5	936
14-15	100	50	35	17,5	43,7	50	35	3164
15-16	100	50	35	17,5	43,7	50	35	3164
16-17	90	45	31,5	56,25	39,3	45	31,5	1544
17-18	79	39,5	27,6	49,3	34.5	39,5	27,6	2430,4
18-19	60	30	21	37,5	26,25	30	21	1406
19-20	60	30	21	37.5	26,25	30	21	1406
20-21	47	23,5	16,4	29,3	20,5	23,5	16,4	858,4
21-22	47	23,5	16,4	29,3	20,5	23,5	16,4	858,4
22-23	47	23,5	16,4	29,3	20,5	23,5	16,4	858,4
23-24	45	22,5	16,4	29,3	20,5	23,5	16,4	858,4
	–	-	-	-	-	835,5	577,5	50321

По добовому графіку навантаження з табл. 2.1 визначається:

1) добова витрата електроенергії взимку , МВт·год:

=835,5 (2.5)

де – тривалість i-той ступені добового графіка в годинах;

2) літня добова витрата електроенергії визначається з табл. 2.1 , МВт·год:

=577,5

де – тривалість i-той ступені добового графіка в годинах

3) середньодобове навантаження взимку, МВт:

=835,5/24=34,8 (2.6)

де – тривалість доби – 24 години

середньодобове навантаження взимку, %:

= 34,8*100/50=69,6

4) літнє середньодобове навантаження, і показують його на добовому графіку навантажень, МВт:

=577,5/24=24,06

де – тривалість доби – 24 години

ордината середньодобового навантаження на добовому графіку, %:

=24,06*100/50=48,12

5) коефіцієнт заповнення графіка взимку, який показує ступінь нерівномірності графіка роботи установки:

34,8/50=0,7 (2.7)

5) коефіцієнт заповнення графіка влітку, який показує ступінь нерівномірності графіка роботи установки:

24,06/50=0,49

Річне споживання електроенергії, МВт·ч:

=835,5*245+577,3*120=273973,5 (2.8)

де – кількість діб влітку, згідно завдання;

– кількість діб взимку

=365-120=245

де – кількість діб за рік,

2) тривалість використання максимального навантаження, , год.:

=273973,5/50=5479,5(2.9)