Выбор числа и мощностей силовых трансформаторов.

Выбор числа трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях, определяется категорийностью потребителей, питающихся от них.

При наличии в составе нагрузок подстанции потребителей 1 и 2 категории на подстанции устанавливаются два силовых трансформатора. При отсутствии потребителей 1-ой категории допускается установка одного силового трансформатора.

Выбор числа трансформаторов на подстанциях для рассматриваемого примера представлен в таблице 1.25.

Таблица 1.25- Выбор числа трансформаторов на подстанциях

№ подстанции
Категория потребителей	1,2,3	1,2,3	1,2,3
Количество трансформаторов

Выбор мощностей силовых трансформаторов наиболее целесообразно осуществлять по допустимой нагрузке с учетом характеристик графиков электрических нагрузок.

Рассмотрим выбор мощности для рассматриваемого примера.

Выбор мощности трансформаторов в курсовом проекте должен быть осуществлен для двух номинальных напряжений 110 и 150 кВ. В данном примере рассматривается выбор трансформаторов класса 110 кВ,

Определяем среднюю квадратичную нагрузку по графику характерных «зимних» суток.

S_ск= ; (1.45)

где – мощность ступени нагрузки в относительных единицах;

t_i - продолжительность ступени в часах

k – количество ступеней графика.

Для графика нагрузки, рисунок 1.11

S_ск= =0,81

Ориентировочная мощность трансформатора

S_ор = S_ск *S_М/n; (1.46)

Для первой подстанции

S_ор1 = 0,81*20,7/2 = 8,3 МВА

Принимаем за номинальную мощность трансформаторов ближайшую большую стандартную. Параметры трансформаторов приведены в таблицах 1.26 и 1.27.

Таблица 1.26 – Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ

Тип трансформа- торов.	S_нт, кВА	Номинальное напряжение обмоток, кВ	ΔРхх, кВт	ΔРкз, кВт	Uк %	Iхх %	Пределы регулирования
ВН	НН
ТМН-2500/110			6,6: 11			10,5	1,5	±101,5 ±81,5
ТМН-6300/110			6,6: 11			10,5		±9*1,78
ТДН-10000/110			6,6:11			10,5	0,9	±9*1,78
ТДН-16000/110			6,6:11			10,5	0,85	±9*1,78
ТРДН-25000/110			6,3-6,3; 6,3-10,5; 10,5-10,5			10,5	0,8	±9*1,78
ТРДН-32000/110			6,3-6,3; 6,3-10,5; 10,5-10,5			10,5	0,75	±9*1,78
ТРДН-40000/110			6,3-6,3; 6,3-10,5; 10,5-10,5			10,5	0,7	±9*1,78
ТРДН-80000/110			6,3-6,3; 6,3-10,5; 10,5-10,5			10,5	0,6

Таблица 1.27 – Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 150 кВ

Тип трансформа- торов.	S_нт, кВА	Номинальное напряжение обмоток, кВ	ΔРхх, кВт	ΔРкз, кВт	Uк %	Iхх %	Пределы регулирования
ВН	НН
ТМН-4000/150			6,6: 11			10,5	1,2	±9*1,33
ТДН-16000/150			6,6:11				0,8	±8*1,5
ТРДН-32000/150			6,3-6,3; 10,5-10,5; 11-11			10,5	0,7	±8*1,5
ТРДН-63000/150			6,3-10,5; 11-11				0,65	±8*1,5

Принимаем к установке на п/с 1 два трансформатора мощностью 10 МВА каждый, тип трансформатора - ТДН-10000/110

Расчеты по всем подстанциям приведены в таблице 1.26

Таблица 1.26 – Выбор мощности трансформаторов 110 кВ

№ п/с	S_м, МВА	n	S_ор, МВА	S_нт, МВА	S_нт^*, МВА	Тип трансформатора	S_{нт ав}^*, МВА
	20,7		8,3		0,97	ТДН-10000/110	0,48
	25,9		10,4		1,24	ТДН-16000/110	0,62
	15,5		6,3		1,29	ТДН-10000/110	0,64
	11,4		9,2		0,88	ТДН-10000/110	0,88
	8,3		6,7		1,21	ТДН-10000/110	1,21

1.8 Проверка трансформаторов на перегрузочную способность по ГОСТ 14209-97

Выбранные трансформаторы должны быть проверены на перегрузочную способность.

Трансформаторы на подстанциях могут испытывать:

1 Систематические перегрузки – в течение длительного времени вследствие неравномерности графика нагрузки (перегружаются в отдельные часы суток и работают с недогрузкой в другие часы).

2 Аварийные перегрузки на двух трансформаторных подстанциях при выходе из строя одного из трансформатора. Аварийные перегрузки являются кратковременными - на время ремонта или замены вышедшего из строя трансформатора.

Перегрузка трансформаторов регламентируется ГОСТ 14209-97 /7/

Проверим выбранные нами трансформаторы на систематическую перегрузку.

Определяем коэффициент

, (1.47)

где S_нт – номинальная мощность трансформатора (МВА);

S_м- расчетная максимальная нагрузка (МВА). S_м = S_i из таблицы 1.5;

n – количество трансформаторов на подстанции/

Расчет выполняем для первой подстанции (П/С 1)

Если К_нт^*≥1 то трансформаторы подстанции не испытывают систематических перегрузок.

В противном случае на суточный зимний график нагрузки наносим линию параллельную оси абсцисс с ординатой равной величине К_нт^*, рисунок 1.18.

К_нт^*,

S
о.е.

0,9

0,7

К_нтав

0,5

0,3

t_п^’

t_{п ав}

0,1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24ч

Рисунок 1.18 - суточные зимний графики нагрузок для резинотехнической
промышленности

По пересечению графика нагрузок и линии К_нт^* определяем предварительное время перегрузки t_п^’.

Определяем коэффициент начальной загрузки К1.

К₁= , (1.48)

В формуле 1.32 суммирование ведется по тем ступеням графика, которые не относятся к зоне перегрузке.

Если график нагрузки имеет несколько участков перегрузки (несколько пиков) то за зону перегрузки принимают ту, которая имеет максимальный тепловой импульс (максимальную площадь участка), при этом второй участок перегрузки с меньшим тепловым импульсом учитывается при расчете К₁.

Определяем предварительный коэффициент перегрузки по графику .

= (1.49)

В выражении 1.33 суммирование ведется по тем ступеням графика, которые относятся к зоне перегрузки

Для первой подстанции

К_1(пс1)= 0,71;

_(пс1) 1,03

Если ^≥0,9 , то принимаем расчетный коэффициент перегрузки К₂ = , а время перегрузки t_п = , иначе принимаем К₂ =0,9, а время перегрузки корректируем по выражению

(1.50)

Для подстанции 1 - К₂= 1,03 и t_п = 6 ч.

По таблицам ГОСТ систематических перегрузок (таблица 1.28), в зависимости от К₁, t_п, эквивалентной температуры охлаждающей среды Θ (так как выбор трансформатора осуществлялся по зимнему графику, имеющему больший максимум нагрузки то в качестве Θ принимаем эквивалентную зимнюю температуру) и системы охлаждения трансформатора, находим допустимый коэффициент перегрузки К_2доп.

При несовпадении расчетных значений К₁, t_п, или Θ с табличными значение К_2доп.определяют по правилам линейной интерполяции.

Таблица 1.25- Значения годовой и сезонных эквивалентных температур охлаждающего воздуха по населенным пунктам.

Населённый пункт	Эквивалентная температура, ⁰С.	Населённый пункт	Эквивалентная температура, ⁰С.
годовая	зимняя	летняя	годовая	зимняя	летняя
Абакан Алдан Алма – Ата Андижан Актюбинск Архангельск Астрахань Ачинск Ашхабад Баку Барнаул Батуми Белгород Белорецк Березники Бийск Биробиджан Благовещенск Благовещенское Братск Брест Брянск Бухара Верхоянск Вильнюс Винница Витебск Владивосток Владимир Волгоград Вологда Воркута Воронеж Ворошиловград Гомель Горький Гродно Грозный Гурьев Джамбул Днепропетровск Донецк Дудинка Душанбе Евпатория Ереван Житомир Запорожье Зея Зыряновск Иваново Иваново –Франковск Игарка Ижевск Иркутск Йошкар-Ола Казань Калининград Калинин	8,7 4,8 14,3 18,6 12,1 5,8 15,7 7,5 21,6 17,8 9,4 16,1 11,5 6,9 7,5 8,6 10,0 10,4 9,2 7,1 11,0 9,7 18,7 2,9 9,9 10,7 9,4 10,0 9,8 14,5 7,4 0,5 11,0 13,3 10,4 8,9 10,1 15,0 15,5 14,2 13,6 12,6 0,2 18,2 14,8 16,4 10,8 13,8 7,4 8,4 8,1 10,9 2,1 10,1 7,1 8,6 9,4 9,8 8,1	- 19,3 - 20,1 - 5,9 - 0,3 - 14,1 - 11,4 - 5,3 - 16,7 - 4,2 4,9 - 16,4 7,5 - 6,7 - 15,1 - 14,3 - 16,9 - 19,0 - 19,6 - 16,8 - 20,1 - 3,4 - 7,6 1,3 - 20,1 - 4,4 - 4,9 - 6,7 - 11,7 - 10,2 - 7,9 - 10,8 - 19,4 - 8,4 - 5,9 - 5,8 - 10,5 - 4,1 - 2,3 - 8,3 - 4,6 - 4,4 - 5,6 - 15,5 3,0 0,8 - 1,9 - 4,6 - 4,0 - 20,1 - 20,1 - 10,8 - 3,7 - 20,1 - 13,4 - 19,1 - 12,5 - 12,5 - 2,4 - 9,1	17,6 14,6 22,2 26,3 20,9 14,0 24,1 16,3 15,3 24,8 18,2 21,6 19,3 15,2 16,0 17,4 18,9 19,7 17,9 16,3 17,9 17,4 26,3 13,2 17,0 17,8 16,9 17,4 16,8 23,0 15,5 9,4 19,0 21,2 17,7 17,1 17,1 22,8 24,3 22,1 21,3 20,4 9,9 25,7 22,1 23,9 18,0 21,6 16,7 17,6 16,1 17,7 12,0 17,4 16,0 16,9 17,8 16,5 15,9	Калуга Кандалакша Караганда Кемерово Керчь Кзыл – Орда Киев Кировабад Киров Кировоград Кировск Кишинёв Кокчетав Комсомольск-на-Амуре Кострома Краснодар Красноярск Кременчуг Кривой Рог Куйбышев Курган Курган-Тюбе Курск Кутаиси Ленинград Липецк Луцк Львов Магадан Магнитогорск Мариуполь Махачкала Минск Минусинск Мирный Могилев Мончегорск Москва Мурманск Нальчик Нарын Нарьян-Мар Нахичевань Невинномысск Нижний Тагил Николаев Николаевск-на-Амуре Новгород Новокузнецк Новороссийск Новосибирск Норильск Одесса Омск Орджоникидзе Орёл Оренбург Оймякон	8,8 4,5 10,1 7,8 15,1 16,3 11,2 17,1 7,0 12,0 2,9 13,4 9,6 9,3 8,2 14,9 8,0 12,3 13,3 11,1 8,8 19,9 10,6 16,8 8,6 10,9 10,9 9,9 2,5 8,6 13,6 16,0 9,5 8,8 4,6 9,7 3,8 10,1 3,4 13,3 8,8 18,1 13,7 6,5 14,2 6,3 8,3 8,3 15,8 8,3 0,7 13,8 8,4 11,8 9,9 2,2	- 8,9 - 10,6 - 14,3 - 17,7 0,4 - 7,7 - 4,8 2,5 - 13,1 - 4,6 - 11,3 - 2,2 - 15,1 - 20,1 - 10,7 - 0,7 - 15,9 - 4,5 - 4,1 - 12,5 - 16,9 - 3,7 - 7,7 6,2 - 6,8 - 8,9 - 3,6 - 3,9 - 19,4 - 15,5 - 4,1 0,8 - 5,9 - 19,3 - 20,1 - 6,5 - 11,8 - 8,2 - 9,5 - 3,5 - 14,6 - 15,7 - 1,5 - 3,4 - 14,7 - 2,5 - 20 - 7,6 - 16,3 3,5 - 17,7 - 20,1 - 1,8 - 17,8 - 3,7 - 8,4 - 13,4 - 20,1	16,5 12,5 18,9 16,7 23,6 24,7 18,9 24,4 16,4 19,4 10,9 20,6 18,3 10,3 14,3 22,3 16,7 20,5 20,9 19,6 17,4 27,3 18,4 22,8 16,4 19,0 17,8 16,5 11,1 17,1 21,5 23,7 16,8 17,7 16,8 15,1 11,3 10,7 20,9 16,2 10,3 25,8 21,2 14,8 21,8 15,1 16,0 17,0 22,7 17,2 10,5 21,3 17,1 18,9 17,8 20,7 12,4
Ош Павлодар Пенза Пермь Петрозаводск Петропавловск Петропавлоск-Камчатский Полтава Пржевальск Псков Пятигорск Рига Ровно Ростов-на-Дону Рубцовск Рязань Самарканд Саранск Саратов Свердловск Семипалатинск Симферополь Смоленск СоветскаяГавань Сочи Ставрополь Сугмант Сумы Сургут Сухуми Сыктывкар Таганрог Тайшет Талды-Курган Тамбов Талин Ташкент Тбилиси Темир Тернополь Тобольск	15,9 10,9 10,4 8,2 7,1 8,8 5,2 9,2 8,8 13,1 8,9 10,7 10,1 9,6 10,0 12,5 7,8 13,7 6,5 15,7 13,5 17,0 10,9 5,6 16,1 6,5 14,4 7,3 13,5 10,9 8,2 17,9 16,4 13,3 10,6 7,8	- 1,6 - 16,7 - 11 - 14,3 - 8,8 - 17,3 - 7,6 - 5,9 - 5,9 - 6,5 - 3 - 4,8 - 4,1 - 4,6 - 16,5 - 9,9 1,5 - 10,9 - 10,6 - 14,9 - 15 0,0 - 7,6 - 15,4 5,9 - 2,5 4,2 - 6,9 - 19,9 6,5 - 14,1 - 4,1 - 18,5 - 15,1 - 9,5 - 4,2 - 0,9 2,2 - 13,4 - 4,2 - 17	23,5 19,8 18,6 16,7 15,1 17,5 11,9 19,7 16,0 16,3 20,7 15,8 17,7 21,9 17,7 24,4 18,3 21,0 17,6 20,9 20,8 16,5 21,9 20,9 23,9 18,5 14,9 21,9 15,0 22,4 16,4 21,7 15,3 25,7 25,5 22,3 17,6 16,6	Тольятти Томск Туапсе Тула Тюмень Ужгород Улан-Удэ Ульяновск Уральск Уссурийск Усть-Каменогорск Уфа Фергана Фрунзе Хабаровск Ханты-Мансийск Харьков Херсон Хмельницкий Целиноград Чебоксары Челябинск Череповец Черкассы Чернигов Черновцы Чимкент Чита Элиста ЮжноСахалинск Якутск Ярославль	11,4 7,5 9,4 8,6 12,9 8,3 12,5 10,7 11,2 9,9 10,8 6,7 12,1 14,2 10,7 9,9 9,1 9,2 7,7 11,7 11,1 11,6 7,5 14,7 7,5 6,4 7,9	- 11,4 - 17,8 5,2 - 3,9 - 15,3 - 1,1 - 20,1 - 12,4 - 12,8 - 17,1 - 15 - 13,1 - 0,6 - 3,8 - 18,6 - 18,5 - 6,3 - 2,1 - 4,4 - 16,3 - 11,9 - 14,3 - 10,2 - 4,9 - 5,7 - 3,6 - 1,2 - 20,1 - 5,4 - 11,6 - 20,1 - 10,6	19,8 16,4 22,4 17,3 16,2 19,6 17,6 18,4 21,3 19,9 18,3 25,6 22,8 19,7 15,8 19,8 21,8 17,8 18,8 17,4 17,8 15,8 19,2 18,5 18,6 25,1 16,8 22,9 16,6 15,8

Таблица 1.28 Нормы максимально допустимых систематических и аварийных перегрузок трансформаторов.

h, ч	М и Д	ДЦ^*
К_2доп при значениях К1=0,25¸1	К_2доп при значениях К₁=0,25¸1
0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Систематических q_охл= - 20 ⁰С
0,5	+ + + 1,7 1,56 1,48 1,41 1,3	+ + + 1,69 1,55 1,48 1,4 1,3	+ + 1,99 1,67 1,54 1,47 1,4 1,3	+ + 1,96 1,66 1,54 1,47 1,4 1,3	+ + 1,93 1,64 1,53 1,46 1,4 1,3	+ + 1,89 1,62 1,51 1,45 1,39 1,3	+ + 1,85 1,60 1,50 1,45 1,39 1,3	+ + 1,79 1,57 1,48 1,43 1,38 1,3	+ 1,79 1,61 1,47 1,4 1,37 1,33 1,26	+ 1,77 1,61 1,46 1,4 1,36 1,33 1,26	+ 1,76 1,60 1,46 1,4 1,36 1,32 1,26	+ 1,74 1,59 1,45 1,39 1,36 1,32 1,26	1,85 1,72 1,57 1,45 1,39 1,36 1,32 1,26	1,82 1,69 1,56 1,44 1,39 1,36 1,32 1,26	1,78 1,66 1,54 1,43 1,38 1,35 1,32 1,26	1,74 1,63 1,52 1,42 1,37 1,35 1,32 1,26
Систематических q_охл= - 10 ⁰С
0,5	+ + 1,95 1,62 1,49 1,41 1,34 1,23	+ + 1,92 1,61 1,48 1,41 1,34 1,23	+ + 1,9 1,6 1,47 1,4 1,33 1,23	+ + 1,87 1,58 1,46 1,4 1,33 1,23	+ + 1,83 1,56 1,45 1,39 1,33 1,23	+ + 1,79 1,54 1,44 1,38 1,32 1,23	+ + 1,75 1,52 1,42 1,37 1,31 1,23	+ 1,95 1,69 1,48 1,40 1,36 1,31 1,23	+ 1,72 1,55 1,41 1,34 1,31 1,27 1,2	+ 1,7 1,54 1,4 1,34 1,3 1,27 1,2	+ 1,69 1,53 1,4 1,34 1,3 1,26 1,2	1,80 1,67 1,52 1,39 1,33 1,3 1,26 1,2	1,77 1,65 1,51 1,38 1,33 1,3 1,26 1,2	1,74 1,62 1,49 1,38 1,32 1,29 1,26 1,2	1,70 1,59 1,47 1,37 1,32 1,29 1,26 1,2	1,65 1,55 1,44 1,35 1,31 1,28 1,25 1,2

Продолжение таблицы 1.28

h, ч	М и Д	ДЦ^*
К_2доп при значениях К1=0,25¸1	К_2доп при значениях К₁=0,25¸1
0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Систематических q_охл= 0 ⁰С
0,5	+ + 1,86 1,54 1,41 1,34 1,27 1,16	+ + 1,83 1,53 1,4 1,33 1,26 1,16	+ + 1,80 1,51 1,39 1,33 1,26 1,16	+ + 1,77 1,50 1,38 1,32 1,26 1,16	+ + 1,74 1,48 1,37 1,31 1,25 1,16	+ 1,99 1,69 1,46 1,36 1,3 1,25 1,16	+ 1,91 1,64 1,43 1,34 1,29 1,24 1,16	+ 1,80 1,56 1,38 1,31 1,27 1,22 1,16	1,79 1,65 1,48 1,34 1,28 1,24 1,2 1,14	1,77 1,63 1,47 1,34 1,28 1,24 1,2 1,14	1,75 1,61 1,46 1,33 1,27 1,24 1,2 1,14	1,72 1,59 1,45 1,33 1,27 1,24 1,2 1,14	1,69 1,57 1,44 1,32 1,27 1,23 1,2 1,14	1,66 1,54 1,42 1,31 1,26 1,23 1,2 1,14	1,61 1,51 1,4 1,3 1,25 1,23 1,19 1,14	1,56 1,46 1,36 1,28 1,24 1,21 1,19 1,14
Систематических q_охл=10 ⁰С
0,5	+ + 1,76 1,46 1,33 1,26 1,19 1,08	+ + 1,73 1,44 1,32 1,26 1,19 1,08	+ + 1,7 1,43 1,31 1,25 1,18 1,08	+ 1,67 1,41 1,3 1,24 1,18 1,08	+ 1,94 1,63 1,39 1,29 1,23 1,17 1,08	+ 1,86 1,58 1,36 1,27 1,22 1,16 1,08	+ 1,76 1,51 1,32 1,24 1,2 1,15 1,08	1,84 1,6 1,4 1,25 1,2 1,17 1,13 1,08	1,71 1,57 1,41 1,28 1,21 1,18 1,14 1,07	1,69 1,55 1,4 1,27 1,21 1,18 1,14 1,07	1,67 1,54 1,39 1,27 1,21 1,17 1,14 1,07	1,64 1,52 1,38 1,26 1,2 1,17 1,13 1,07	1,61 1,49 1,36 1,25 1,2 1,17 1,13 1,07	1,57 1,46 1,34 1,24 1,19 1,16 1,13 1,07	1,52 1,42 1,31 1,22 1,18 1,15 1,12 1,07	1,44 1,35 1,26 1,19 1,15 1,13 1,11 1,07
Систематических q_охл=20 ⁰С
0,5	+ + 1,66 1,37 1,25 1,18 1,11	+ 1,97 1,63 1,35 1,24 1,17 1,1	+ 1,92 1,6 1,34 1,23 1,17 1,1	+ 1,87 1,56 1,32 1,21 1,16 1,09	+ 1,8 1,51 1,29 1,2 1,15 1,09	1,98 1,71 1,45 1,25 1,17 1,13 1,08	1,81 1,57 1,35 1,19 1,13 1,09 1,06		1,63 1,49 1,34 1,21 1,15 1,11 1,07	1,6 1,47 1,33 1,2 1,14 1,11 1,07	1,58 1,45 1,32 1,19 1,14 1,1 1,07	1,55 1,43 1,3 1,19 1,13 1,1 1,06	1,52 1,4 1,28 1,18 1,13 1,1 1,06	1,47 1,37 1,26 1,16 1,12 1,09 1,05	1,41 1,31 1,22 1,13 1,1 1,07 1,04

Продолжение таблицы 1.28

H, ч	М и Д	ДЦ^*
К_2доп при знчениях К1=0,25¸1	К_2доп при значениях К₁=0,25¸1
0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Систематических q_охл= 30 ⁰С
0,5	+ 1,89 1,55 1,28 1,16 1,09 1,02 0,91	+ 1,84 1,52 1,26 1,15 1,08 1,02 0,91	+ 1,79 1,48 1,24 1,18 1,08 1,01 0,91	+ 1,73 1,44 1,21 1,12 1,06 0,91	1,92 1,64 1,38 1,18 1,09 1,05 0,99 0,91	1,76 1,51 1,29 1,12 1,05 1,02 0,97 0,91	1,27 1,12 1,02 0,97 0,95 0,94 0,92 0,91	— — –– –– –– –– –– ––	1,54 1,41 1,26 1,13 1,07 1,04 0,99 0,92	1,51 1,39 1,25 1,13 1,07 1,03 0,99 0,92	1,49 1,37 1,24 1,12 1,06 1,03 0,99 0,92	1,46 1,34 1,22 1,11 1,06 1,08 0,99 0,92	1,42 1,31 1,2 1,1 1,05 1,02 0,98 0,92	1,36 1,26 1,16 1,07 1,03 1,0 0,97 0,92	1,21 1,12 1,05 0,99 0,97 0,96 0,94 0,92	— — — –– — –– — ––
Систематических q_охл= 40 ⁰С
0,5	+ 1,75 1,43 1,17 1,06 1,0 0,93 0,82	+ 1,7 1,39 1,15 1,05 0,99 0,92 0,82	1,94 1,64 1,35 1,13 1,03 0,98 0,91 0,82	1,84 1,56 1,3 1,09 1,01 0,96 0,9 0,82	1,69 1,44 1,21 1,04 0,97 0,93 0,88 0,82	1,26 1,08 0,96 0,89 0,86 0,85 0,84 0,82	–– — –– –– — –– — —	— –– — –– — –– –– ––	1,45 1,32 1,18 1,05 0,99 0,96 0,91 0,84	1,42 1,30 1,17 1,04 0,99 0,95 0,91 0,84	1,39 1,28 1,15 1,04 0,98 0,95 0,91 0,84	1,36 1,25 1,13 1,02 0,97 0,94 0,9 0,84	1,31 1,2 1,1 1,0 0,96 0,93 0,89 0,84	1,19 1,1 1,01 0,94 0,91 0,89 0,87 0,84	–– –– –– — –– — –– ––	–– — –– –– –– –– –– ––

Продолжение таблицы 1.28

h, ч	М и Д	ДЦ^*
К_2доп при значениях К1=0,25¸1	К_2доп при значениях К₁=0,25¸1
0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9		0,25	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
Аварийных q_охл=-20 ⁰С
0,5	1,9 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,8 1,7 1,7 1,6 1,6	1,9 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5
Аварийных q_охл=-10 ⁰С
0,5	1,8 1,7 1,6 1,6 1,5	1,8 1,7 1,6 1,6 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5	1,8 1,6 1,6 1,5 1,5	1,8 1,6 1,6 1,5 1,5	1,7 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,6 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Аварийных q_охл=0 ⁰С
0,5	1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5	1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,9 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,7 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5	1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Аварийных q_охл= 10 ⁰С
0,5	1,9 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,9 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,9 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,9 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,8 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,8 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4	1,8 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4	1,9 1,7 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4	1,8 1,7 1,6 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,8 1,7 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,8 1,7 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,8 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,6 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4
Аварийных q_охл= 20 ⁰С
0,5	1,8 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3	1,8 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3	1,8 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3	1,8 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3	1,7 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3	1,7 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3	1,8 1,7 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3	1,8 1,6 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,7 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4	1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4

Продолжение таблицы 1.28
Аварийных q_охл=30 ⁰С
0,5	1,8 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2	1,7 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2	1,7 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2	1,7 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2	1,9 1,6 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2	1,9 1,6 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2	1,8 1,5 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2	1,9 1,7 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,7 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,6 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,6 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,6 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,6 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,5 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3	1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3
Аварийных q_охл=0 ⁰С
0,5	1,6 1,3 1,2 1,2 1,1 1,1	1,9 1,6 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1	1,9 1,6 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1	1,9 1,5 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1	1,8 1,5 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1	1,7 1,4 1,2 1,2 1,1 1,1 1,1	1,9 1,6 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1	1,7 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1	1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,5 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,5 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,5 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,4 1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2	1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2
Примечание: 1.Знак + означает, что при данном режиме нагрузки расчётное значение К_2доп>2, при этом по согласованию с изготовителем трансформатора допускаются его любые значения в интервале 1,5<К_2доп<2.

Таблица 1.97 -Допустимые аварийные перегрузки (в долях номинального тока ) трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно без учёта начальной ( предшествующей ) нагрузки.

Продолжительность перегрузи в течении суток , ч.

Температура охлаждающего воздуха во время перегрузки

-20 ⁰С и ниже

-10 ⁰С

0 ⁰С

10 ⁰С

20 ⁰С

30 ⁰С

40 ⁰С

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

М,Д

ДЦ

0,5

1,8 1,7 1,7 1,6 1,6

1,9 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 1,5 1,5

1,9 1,7 1,6 1,6 1,5 1,5

1,8 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

1,8 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5

1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

1,9 1,7 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4

1,6 1,6 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4

1,8 1,6 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3

1,5 1,5 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4

1,9 1,7 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2

1,5 1,4 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3

1,7 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1

1,4 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

Для подстанции 1 при К₁=0,71, t_п = 6 ч, Θ=-19,1ºС (для Иркутска) и системы охлаждения трансформатора Д по таблицам систематических перегрузок находим величину допустимого коэффициент систематической перегрузки К_2доп = 1,53

Проверку осуществляем по выражению

К₂ ≤ К_2доп. (1.35)

Для первой подстанции К₂ = 1,03≤ К_2доп = 1,53, следовательно выбранный трансформатор удовлетворяет условию проверки на систематическую перегрузку.

Если условие 1.35 не выполняется, то увеличивают мощность трансформатора на одну ступень и повторяют расчет.

Аналогично проверяем трансформаторы подстанции 4. Трансформаторы п/с 2,3,5 не испытывают систематических перегрузок и не требуют проверки.

Проверяем трансформаторы на аварийную перегрузку.

Проверку осуществляем только для 2-х трансформаторных подстанций при отключении одного из трансформаторов.

Определяем коэффициент

, (1.36)

Расчет выполняем для первой подстанции (П/С 1)

Если К_нтав^*≥1 то трансформатор не испытывает аварийных перегрузок.

В противном случае на суточный зимний график нагрузки наносим линию параллельную оси абсцисс с ординатой равной величине К_{нт ав}^*, рисунок 1.18.

По пересечению графика нагрузок и линии К_{нт ав}^* определяем время аварийной перегрузки t_{п ав}.

Определяем коэффициент начальной загрузки в аварийном режиме К_1ав.

К_1ав= , (1.37)

В формуле 1.37 суммирование ведется по тем ступеням графика, которые не относятся к зоне аварийной перегрузке.

Определяем коэффициент аварийной перегрузки по графику .

= (1.38)

В выражении 1.38 суммирование ведется по тем ступеням графика, которые относятся к зоне аварийной перегрузки

Для первой подстанции

К_1ав(пс1)= 0,83;

_(пс1) 1,43

По таблицам ГОСТ аварийных перегрузок (таблица 1.28), в зависимости от К_1ав, t_пав, эквивалентной температуры охлаждающей среды Θ и системы охлаждения трансформатора, находим допустимый коэффициент перегрузки К_{2доп ав}.

Для подстанции 1 при К_1ав=0,83, t_пав = 18 ч, Θ=-19,1ºС и системы охлаждения трансформатора Д по таблицам аварийных перегрузок находим величину допустимого коэффициент аварийной перегрузки К_2допав = 1,6

Проверку осуществляем по выражению

К_2ав ≤ К_2допав. (1.39)

Для первой подстанции К_2ав = 1,43≤ К_2доп = 1,6, следовательно выбранный трансформатор удовлетворяет условию проверки на аварийную перегрузку.

Аналогично проверяем трансформаторы подстанции 2 и 3.

Если условие 1.39 не выполняется, то определяют допустимую мощность трансформатора в аварийном режиме

S_доп=К_2допав* S_нт(1.40)

Определяют необходимую мощность отключения нагрузки

S_откл = S_м - S_доп(1.41)

Проверяют

, (1.42)

где - удельный вес потребителей 3-ей категории в общей нагрузки подстанции.

Если условие 1.42 выполняется, то за счет отключения потребителей 3-ей категории в послеаварийном режиме трансформатор сможет нести оставшуюся нагрузку.

Если условие 1.42 не выполняется, то следует увеличить мощность трансформатора и повторить проверку на аварийную перегрузку.

После проверки номинальные данные трансформаторов сводим в таблицу 1.30

Таблица 1.30 Параметры выбранных трансформаторов класса 110 кВ.

№ П/С	Тип т-ра	S_Н, МВА	U_ВН, КВ	U_НН, КВ	P_ХХ, КВт	P_КЗ, КВт	U_КЗ, %	I_XX, %
	ТДН-10			10,5			10,5	0,9
	ТДН-16			10,5			10,5	0,85
	ТДН-10			10,5			10,5	0,9
	ТДН-10			10,5			10,5	0,9
	ТДН-10			10,5			10,5	0,9

Аналогичную проверку выполняют для трансформаторов класса 150 кВ.

При этом следует помнить, что таблицы ГОСТ приведены для проверки трансформаторов классов напряжения до 110 кВ включительно. При проверке трансформаторов класса 150 кВ и выше следует скорректировать величину Θ, увеличив ее на +20ºС. То есть в нашем случае при проверке трансформаторов класса 150 кВ величину Θ следует принять равной -19,1+20 = 0,9 ºС

Формирование схем электрических соединений вариантов сети

На выбор рационального варианта построения сети существенное влияние оказывают главные схемы электрических соединений понижающих подстанций

Главная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части станций и подстанций: надежность, экономичность, ремонтопригодность, безопасность обслуживания, удобство эксплуатации, удобство размещения электрооборудования, возможность дальнейшего расширения и т. д.

Для подстанций с двумя напряжениями существуют типовых схемы, которые в зависимости от применяемых коммутационных аппаратов на стороне ВН можно разделить на две группы:

1) упрощенные схемы (на отделителях и короткозамыкателях) без выключателей или с сокращенным числом выключателей

2) схемы на выключателях

В соответствии с нормами технологического проектирования подстанций для четвертого района по гололедообразованию запрещается использование упрощенных схем на отделителях и короткозамыкателях.

В связи с конструктивными недостатками схем на отделителях и короткозамыкателях и отрицательным воздействием их работы при коротких замыканиях на оборудование и потребителей смежных подстанций на вновь сооружаемых подстанциях эти схемы применять не рекомендуется.

Рассмотрим наиболее часто используемые схемы главных соединений подстанций.

Наиболее простыми являются блочные схемы (Рисунки 1.19-1.25). Они применяются в разомкнутых сетях (радиальных или магистральных) на тупиковых или на ответственных подстанциях, присоединенных к одной или двум параллельным линиям напряжением до 330 кВ включительно.

QS QR T Q

Рисунок 1.19 Одно трансформаторная подстанция
со схемой на стороне ВН - блок с отделителем

QS Q₁ T Q₂

Рисунок 1.20 Одно трансформаторная подстанция
со схемой на стороне ВН - блок с выключателем

QS₁ QR₁ T₁ Q₁ Q₃

QS₂ QR₂ T₂ Q₂

QK₁

QK₂

1c 2c

Рисунок 1.21 Двух трансформаторная подстанция
со схемой на стороне ВН – два блока с отделителями

QS₁ QS₃ QS₄ QS₂ QK₁ QR₁QK₂ QR₂ T₁ T₂ Q₁ Q₂ Q₃ 1с 2с

Рисунок 1.22 Двух трансформаторная подстанция
со схемой на стороне ВН – два блока с отделителями и неавтоматической
перемычкой между ними

QS₁ QS₂ Q₁ Q₂ T₁ T₂ Q₃ Q₄ Q₅ 1c 2c

Рисунок 1.23 Двух трансформаторная подстанция
со схемой на стороне ВН – два блока с выключателями

QS₁ QS₂ QS₃ QS₄ QS₅ QS₆ Q₁ Q₂ T₁ T₂ Q₃ Q₄ Q₅ 1c 2c

Рисунок 1.24 Двух трансформаторная подстанция со схемой на стороне ВН – два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой между ними

Блочные схемы двух трансформаторных подстанций без перемычки (рисунок 1.21, 1.23) применяются при небольшой длине линий- до нескольких километров, поскольку при этом вероятность отключения линии вместе с трансформатором относительно мала.

В сетях с двухсторонним питанием, кольцевых и сложно замкнутых применяются схемы транзитных подстанций (рисунки 1.25-1.28).

Схемы (рисунки 1.25 и 1.27) относятся к упрощенным семам с минимальным количеством выключателей.

Схемы (рисунки 1.27 и 1.28) применяются в качестве узловых подстанций при трех питающих линиях в сложно замкнутых сетях

QS₁ QS₂ QR₁ QR₂ QK₁ QK₂ Q₁ T₁ T₂ Q₂ Q₃ Q₄ 1c 2c

Рисунок 1.25 Двух трансформаторная транзитная подстанция
на отделителях – мостик с одним выключателем в перемычке

QS₁ QS₂ Q₁ Q₂ Q₃ QS₃ QS₄ QS₇QS₅ QS₆ QS₈ T₁T₂ Q₄ Q₅ Q₆ 1c 2c

Рисунок 1.26 Двух трансформаторная транзитная подстанция на выключателях

Q₁ Q₂ QS₁ QS₂QS₃ QS₄ QS₅ QS₆ QS₇ QS₈ QR₁ QR₂ QK₁ QK₂ T₁ T₂ Q₃ Q₄ Q₅ 1c 2c

Рисунок 1.27 Двух трансформаторная транзитная подстанция
на отделителях – мостик с двумя выключателями в перемычке

QS₁ QS₂ QS₃ Q₁ Q₂ Q₃ Q₄Q₅ QS₄ QS₅ QS₆ QS₇ QS₈ QS₉ QS₁₀ T₁ T₂ Q₆Q₇ Q₈ 1c 2c

Рисунок 1.28 Двух трансформаторная узловая транзитная подстанция

на выключателях – мостик с двумя выключателями в перемычке

Если на подстанции установлены трансформаторы с расщепленной обмоткой (трансформаторы с номинальной мощностью 25 МВА и более) то схемы соединений на стороне НН имеют вид – рисунки 1.29, 1.30.

Q₁ Q₂ 1c 2c

Рисунок 1.29 - Схем соединений на стороне НН одно трансформаторной
подстанции с трансформатором с расщепленной обмоткой

T₁ T₂ Q₁ Q₂ Q₃ Q₄ Q₅ 1c 3c 2c 4c

Рисунок 1.30 - Схем соединений на стороне НН двух трансформаторной
подстанции с трансформаторами с расщепленной обмоткой

На рисунке 1.31 показана схема рабочих шин РЭС с подключением к ним линии электропередачи. Шины РЭС секционированы выключателем Q2.

Линия (ЛЭП) подключена к шинам через линейный разъединитель QS₃, линейный выключатель Q₃ и два шинных разъединителя QS₁ и QS₂, один из которых находится во включенном и другой в отключенном состоянии.

ЛЭП

Q₁ QS₃

QS₂

QS₁

QS₄ QS₅

Q₂

Рисунок 1.31.

Пример 1.7: Сформировать схемы электрических соединений для вариантов структурные схемы, которых приведены на рисунках 1.13-1.16.

Так как район проектирования относится к третьему району по гололедообразованию, то на проектируемых подстанций можно выбрать упрощенные схемы на отделителях и короткозамыкателях с минимальным числом выключателей.

Схемы электрических сетей приведены на рисунках 1.32-1.35.

П/С 3 П/С 4

Технико-экономическое сравнение вариантов схем электрической сети и выбор рационального варианта.

Выбор наиболее рационального варианта электрической сети осуществляется путем сопоставления технико-экономических параметров вариантов.

<4 5 678 9 10 >

Дата добавления: 2016-06-02; просмотров: 2530;