4. Определение количества и мощности силовых трансформаторов и трансформаторов собственных нужд

Для обеспечения надежности электроснабжения потребителей 1 категории на подстанциях устанавливают два силовых трансформатора (для случая аварийного отключения одного из них).

Мощность трансформаторов выбирается из условия:

1. при работе обоих трансформаторов и резервировании этими трансформаторами других подстанций

МВА,

где  расчетная мощность на шинах низкого напряжения, МВА;  требуемая резервируемая мощность для других подстанций, МВА;  коэффициент перегрузки.

2. при выходе из строя одного из трансформаторов и резервировании рабочего трансформатора от других подстанций

МВА,

где  требуемая резервируемая мощность от другой подстанции, МВА.

При наибольшей из полученных мощностей выбираю трансформаторы:

ТМН-2500/35 с паспортными данными:

; м.

А;

А.

На всех двухтрансформаторных подстанциях 35...110 кВ необходимо установить не менее двух трансформаторов для питания оборудования собственных нужд подстанций:

 устройств обогрева выключателей и шкафов РУ с установленными в них электрическими аппаратами и приборами;

 электрического освещения;

 систем сигнализации и пожаротушения.

Номинальную мощность трансформаторов выбирают по расчетной мощности потребителей собственных нужд, составляющей около 5% от расчетной мощности подстанции:

кВА

Выбираю два трансформатора ТМ-100/6 с паспортными данными:

.

5. Расчет токов короткого замыкания

Произведу расчет токов короткого замыкания для:

 проверки чувствительности защит,

 выбора и проверки оборудования подстанции на термическую и электродинамическую стойкость.

Рисунок 4.1. Расчетная эквивалентная схема сети

Величины напряжения при работе РПН (регулирование под нагрузкой):

( ; ; ; ).

кВ,

кВ,

кВ кВ – условие выполнено.

Расчет сопротивления трансформатора:

Ом,

Ом,

Ом.

Расчет токов короткого замыкания в точке К1:

кА,

где кВ, Ом.

кА.

Ударный ток:

кА,

где – постоянная времени, с,

– ударный коэффициент.

Расчет токов короткого замыкания в точке К2:

кА,

где Ом.

кА.

Ток короткого замыкания, приведенный к высшему напряжению:

кА,

кА,

кА.

Ток короткого замыкания, приведенный к низшему напряжению:

кА,( кВ);

кА,( кВ);

кВ.

Ударный ток:

кА,

где с, Ом,

.

6. Выбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих частей на стороне высшего напряжения

Коммутационные аппараты.

Выбор разъединителей, отделителей и короткозамыкателей проводится по условиям:

 по напряжению: U_ном U_уст;

 по току: I_ном≥I_рmax;

 по электродинамической стойкости: , где  предельный сквозной ток;

 по термической стойкости: , где  предельный ток термической стойкости,  время протекания тока ,  приведенное время действия тока короткого замыкания (3 сек.).

1) Разъединитель – коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения линии без нагрузки (для обеспечения безопасного изоляционного промежутка между контактами), для создания видимого разрыва между частями, оставшимися под напряжением для проведения ремонтных работ. Выключается и включается с помощью ручного рычажного привода.

Выбираю разъединитель для наружной установки РДЗ-2-35 УХЛ1: Р – разъединитель, Д – двухколонковый, З – с заземляющими ножами, 2 – число разъединяющих ножей, У – для районов с умеренным климатом, ХЛ – для районов с холодным климатом.

Паспортные данные: U_ном =35кВ, I_ном=1000А, =63кА, =25кА, =3с.

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1.

2) Отделитель – отделяющий разъединитель для отключения поврежденного силового трансформатора при сохранении нормального питания исправного трансформатора. Выполняются однополюсными, соединяются на месте монтажа в трехполюсный аппарат. Отключаются автоматически, включаются ручным приводом.

Выбираю отделитель ОД-35/630У1: О – отделитель, Д – двухколонковый, У – для районов с умеренным климатом, 1 – для работы на открытом воздухе.

Паспортные данные: U_ном =35кВ, I_ном=630А, =80кА, =12,5кА, =3с.

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1.

3) Короткозамыкатель – короткозамыкающие разъединители для создания мощных искусственных к.з. на питающих линиях, которые затем отключаются выключателями. Выполняются двухполюсными. Включаются автоматически, выключаются ручным приводом.

Выбираю короткозамыкатель КРН-35У1: К – короткозамыкатель, Р – рубящего типа, Н – наружной установки, У – для районов с умеренным климатом, 1 – для работы на открытом воздухе.

Паспортные данные: U_ном =35кВ, =42кА, =12,5кА, =3с.

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.1.

Таблица 6.1.

Условия выбора и проверки	Расчетное значение	Паспортные данные
		Разъединитель РДЗ-1-35/1000УХЛ	Отделитель ОД-35/630У1	Короткозамыка-тель КРН-35У1
Uном Uуст	35 кВ	35 кВ	35 кВ	35 кВ
Iном≥Iрmax	41,29 А	1000 А	630 А	без проверки
	6,524 А	63 кА	80 кА	42 кА
	=	=	=	=
Тип привода		ПВ-20У2	ПРО-1У1	ПРК-1У1

Измерительные аппараты.

Трансформаторы тока – служат для снижения токов до значений, которые могут быть измерены стандартными измерительными приборами (с пределами измерений по току 5 А), обеспечивая безопасность измерений (защита от токов первичных цепей), удобство обслуживания и питание измерительных приборов.

Коэффициент трансформации тока:

, выбираю К_тр=100/5=20.

Выбираю трансформатор тока ТФЗМ-35А 100/5: Т – трансформатор тока, A – с фарфоровой изоляцией, З – с обмотками звеньевого типа, М – маслонаполненные, А – категория внешней изоляции по длине пути утечки.

Паспортные данные: U_ном =35кВ, I_1ном=100А, I_2ном=5А, =31кА, =5,8кА, =3с, класс точности – 1.

Ток вторичной обмотки трансформатора тока, вызванный протеканием номинального рабочего тока в первичной обмотке:

А.

Проверка по напряжению: U_ном U_уст , 35 кВ  35 кВ.

Проверка по току: I_ном≥I_рmax, 100А  41,29А.

Проверка на электродинамическую стойкость: , 31кА  6,524кА.

Проверка на термическую стойкость: , .

Условия выполнены.

Токоведущие части.

В РУ 35 кВ и выше применяются гибкие шины, выполненные проводами АС, которые крепятся на фарфоровых изоляторах. На шины присоединяются все токоведущие части обрудования подстанции.

Выбираю сечение провода по экономической плотности тока:

мм², где j =1,1А/мм² – экономическая плотность тока при числе часов использования максимума нагрузки в год Т=3000…5000ч;

А.

Выбираю сечение по термической стойкости:

мм² 95 мм².

Проверяю провод по условию короны:

мм, ,

или мм² – допустимое минимальное сечение в соответствии с ПУЭ табл.2.5.6 и соответствует мм.

Окончательно выбираю провод АС 95/15,9.

Защитные аппараты:

Ограничитель напряжения (нелинейные) – служат для защиты изоляции электрооборудования подстанции от атмосферных (молнии), наведенных (со стороны оборудования подстанции) и коммутационных перенапряжений.

Выбираю ограничитель перенапряжения ОПН-П1-35/40,5/10/2УХЛ2: О – ограничитель, П – перенапряжения, Н – нелинейный, П – полимерный, 1 – одноколонковый, 35 – для распред. сетей 35 кВ, 40,5 – наиболее длительно допустимое рабочее напряжение, 10 – номинальный разрядный ток.