Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная" (стр. 2 из 14)

2. Расчёт и построение графиков электрических нагрузок подстанции

Электрическая нагрузка отдельных потребителей, а, следовательно, и суммарная их нагрузка, определяющая режим работы электрических станций в энергосистеме непрерывно меняется этот факт отражается графиком нагрузки, т.е. диаграммой изменения мощности (тока) электроустановки во времени.

Графики отражают изменение нагрузки за отдельный период времени. По этому признаку их разделяют на суточные, сезонные, годовые и т.д.

График нагрузки необходим для того, что бы определить максимальную мощность или ток, для выбора электрического оборудования и расчета потерь напряжения в электрической сети, для определения суточного и годового энергопотребления, что необходимо для расчета технико-экономических показателей электроустановки или системы электроснабжения.

Таблица 2.1 Распределение нагрузок по часам суток модернизируемой

подстанции.

Часы	Зима, А			Лето, А
4-00	100	180	150	100	90	110
10-00	190	230	240	70	60	75
22-00	270	335	320	80	75	80

2.1 Построение годовых графиков нагрузки подстанции

Годовой график показывает длительность работы установки в течение года с различными нагрузками. Построение годового графика нагрузки по продолжительности производится на основании уже известных суточных графиков за летние и зимние сутки. При построении годового графика по оси ординат откладываются нагрузки, МВт, по оси абсцисс - часы года от 0 до 8760.

Продолжительность потребления нагрузки (ступени) определяется по длительностям ступеней суточных графиков

и количеству календарных дней зимы

и лета , причем .

2.2 Годовой график нагрузки

По построенному графику определяем следующие показатели и коэффициенты:

годовое потребление активной энергии

;

годовое число часов использования максимума активной мощности

;

время максимальных потерь

.

Годовое потребление активной энергии, определяется по формуле:

(2.1)

где

- мощность i-й ступени графика таблицы 2.2, МВт;

- продолжительность i-й ступени графика таблицы 2.2, ч;

n- число ступеней годового графика.

Таблица 2.2 Распределение нагрузок подстанции по часам суток за год.

Нагрузки, МВт	Часы в год
		14,33	744
13	696
8,3	744
7,5	720
10,6	744
4,8	720
4,3	744
5	720
8,5	744
10	744
13,6	720
10,7	744

Годовое число часов использования максимума активной мощности Р_тах нагрузки, определяется по формуле:

(2.2)

Годовое число часов использования максимума активной мощности:

Время максимальных потерь, определяется по выражению:

(2.3)

Время максимальных потерь:

3. Выбор силовых трансформаторов

При выборе числа трансформаторов (автотрансформаторов) на подстанции следует руководствоваться требованиями к надежности электроснабжения, определяемыми категориями потребителей.

На подстанциях с высшим напряжением 35-750 кВ рекомендуется устанавливать два трансформатора.

На подстанциях устанавливаются, как правило, трехфазные трансформаторы или автотрансформаторы. При выборе типа трансформаторов или автотрансформаторов необходимо учитывать, что они обязательно должны иметь встроенные устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН).

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключении наиболее мощного из них на время ремонта или замены, оставшиеся в работе, с учетом их допустимой перегрузки и резерва по сетям среднего и низшего напряжений, обеспечивали питание нагрузки. [2]

Расчетная мощность трансформатора (автотрансформатора) определяется на основании построенных суточных графиков нагрузок, по которым находят максимальную нагрузку подстанции. Обычно мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции выбирают равной (0,7 - 0,8) суммарной максимальной нагрузки подстанции.

3.1 Выбор трансформатора на напряжение 110/10 кВ

Расчетная мощность трансформатора определяется согласно выражению:

(3.1)

По справочной литературе [3] выбирается трехобмоточный трансформатор типа ТДТН - 16000/110

Условные обозначения выбранного трансформатора:

Т - трехфазный; Д - охлаждение масленое с дутьём и естественной циркуляцией масла; Т - трёх обмоточный; Н - наличие РПН; 16000 - номинальная мощность, кВ·А; 110 - класс напряжения обмотки ВН, кВ.

Паспортные данные трансформаторов приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 Паспортные данные трансформатора ТДТН-16000/110.

Условные обозначения	Значения
, МВ·А	16
, кВ	115
, кВ	11
	19,75
	105
	10,5
	6,5
	18,44
	±9×1,78
	1,38

4. Расчет токов короткого замыкания

Согласно проверки, правильности выбора аппаратов и проводников напряжением 6 - 35 кВ производится по току трехфазного КЗ, а напряжением 110 кВ и выше по току трехфазного или однофазного КЗ Расчет токов КЗ производят в основных коммутационных узлах подстанции. Для определения возможного наибольшего тока КЗ в каждом узле следует считать включенными все генераторы в системе, все трансформаторы и линии электропередачи (ЛЭП) подстанции.

Расчет токов короткого замыкания производится для двух точек, на шинах ВН, НН трансформатора ТДТН (рисунок 4.1)

Расчёт параметров схемы замещения системы электроснабжения

Рисунок 4.1 Схема замещения для расчёта токов КЗ.

Расчёт ведём в именованных единицах точечным методом.

Расчёт эквивалентных сопротивлений.

Сопротивление системы:

(4.1)

где

напряжение на шинах систем;

мощность короткого замыкания.

Сопротивление трансформатора с РПН, отнесённое к регулируемой стороне высокого напряжения:

(4.2)

где

среднее напряжение, приведённое к стороне высокого напряжения согласно

(4.3)

(4.4)

Согласно методического указания

принимаем равным 115 кВ.

(4.5)

(4.6)

(4.7)

4.2 Расчёт токов короткого замыкания в точке К1

т. К1-точка короткого замыкания на линии перед трансформатором (рисунок 4.1)

(4.8)