2.3. Выбор трансформаторов собственных нужд

С шин низких сторон трансформаторов ТДТНЖ – 40000/110/27,5/6,6 –У-1 запитаны трансформаторы собственных нужд подстанции, через которые в свою очередь получают питание потребители собственных нужд подстанции. К потребителям собственных нужд относятся устройства обогрева шкафов КРУН и шкафов релейной защиты, зарядные выпрямительные агрегаты аккумуляторных батарей, нагревательные устройства выключателей.

Максимальная суммарная нагрузка собственных нужд подстанции по данным замеров за 2006 год составляет порядка 356 кВА. Произведём выбор трансформаторов собственных нужд (ТСН) с учётом возможности 40% аварийной перегрузки по следующему условию:

, (2.19)

где − суммарная нагрузка собственных нужд подстанции.

кВА.

Принимаем к установке два трансформатора собственных нужд, мощностью по 320 кВА.

Типы устанавливаемых трансформаторов: ТСМА – 320/6 и ТМ – 320/6.

Трансформаторы собственных нужд присоединяются к шинам 6 кВ через предохранители. В связи с этим произведём выбор предохранителей на основе следующих требований:

1. По номинальному напряжению:

, (2.20)

где − номинальное напряжение сети;

−номинальное напряжение предохранителя.

2. По номинальному току:

, (2.21)

где − номинальный ток плавкой вставки;

−коэффициент надёжности для отстройки от броска

тока;

−номинальный ток трансформатора;

−номинальный ток патрона предохранителя.

3. По отключающей способности:

, (2.22)

где − начальное значение периодической составляющей тока

короткого замыкания;

−предельный симметричный ток отключения патрона

предохранителя.

Номинальный ток трансформатора А;

Номинальный ток плавкой вставки А.

Выбираем предохранители типа ПКТ102 – 6 – 50 – 31,5У3.

3. Расчёт токов короткого замыкания и рабочих токов в объёме, необходимом для релейной защиты

1. Схема замещения и основные допущения при расчётах токов короткого замыкания

Схемой замещения называют электрическую схему, составленную по данным расчётной схемы, в которой все электрические и магнитные (трансформаторные) связи представлены электрическими сопротивлениями. При расчётах токов короткого замыкания (КЗ) генерирующие источники (энергосистема, генераторы, электродвигатели) вводятся в схему соответствующими ЭДС, а пассивные элементы, по которым проходит ток короткого замыкания, индуктивными с указаниями их параметров, влияющих на величину тока короткого замыкания. Параметры элементов схем замещения можно определять в именованных или в относительных единицах при базисных условиях. При расчётах в именованных единицах все сопротивления схемы должны быть выражены в Омах и приведены к одному базовому напряжению (к среднему напряжению одной электрической ступени). Такое приведение необходимо, если между источником и точкой КЗ имеется одна или несколько ступеней трансформации. Приведение сопротивления выраженного в Омах к выбранному базовому напряжению производится по следующей формуле:

, (3.1)

где − индуктивное сопротивление данного элемента, Ом, заданного при напряжении ступени, на которой включён данный элемент;

−индуктивное сопротивление данного элемента, Ом, приведённое к принятому базовому напряжению .

В целях упрощения расчёта вместо действительных напряжений на отдельных ступенях трансформации допускается принимать следующие напряжения:

кВ; кВ;кВ.

При расчётах тока короткого замыкания в сетях 0,4 – 220 кВ используют приближённый метод. Поэтому при выполнении расчётов не учитывают:

1. Сдвиг по фазе ЭДС и измерение частоты вращения роторов синхронных машин;

2. Ток намагничивания трансформаторов;

3. Насыщение магнитных систем генераторов, трансформаторов и электродвигателей;

4. Емкостную проводимость воздушных и кабельных линий;

5. Возможную несимметрию трёхфазной системы;

6. Генерирующие мощности энергосистемы рассматриваются как единый источник бесконечной мощности, то есть при коротких замыканиях на шинах подстанции сохраняется симметричная неизменная по величине трёхфазная система напряжений с сопротивлением ;

7. Влияние недвигательной нагрузки на токи коротких замыканий;

8. Подпитку места короткого замыкания со стороны электродвигателей напряжением до 1 кВ при расчёте токов короткого замыкания в сети напряжением выше 1 кВ;

9. Отсутствие учёта активных сопротивлений, если они не превышают 30% от индуктивных (в электроустановках напряжением выше 1 кВ условие как правило выполняется);

10. Различие значений сверхпереходных сопротивлений по продольной и поперечной осям синхронных машин.

Для большей наглядности и простоты расчётов токов короткого замыкания произведём их в именованных единицах. Для этого за основную ступень напряжения принимаем среднее номинальное напряжение ступеникВ.

В данном проекте релейная защита трансформаторов ТДТНЖ – 40000/110/27,5/6,6 –У-1, а также отходящих линий 6 кВ не рассматривается. В связи с этим, указанные трансформаторы и линии не вошли в схему замещения для расчётов токов короткого замыкания, которая представлена на рис.3.1.

Рис. 3.1 Схема замещения для расчётов токов КЗ