Усиление надёжности схемы электроснабжения ПС "Северная" (стр. 7 из 14)
Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме определяется выражением:
(8.2)Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме определяется выражением:
(8.3)Коэффициент загрузки трансформатора в аварийном режиме:
Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:
Коэффициенты загрузки трансформаторов собственных нужд лежат в допустимых пределах.
Для защиты ТСН выбираются предохранители.
Предохранитель - аппарат, для автоматического однократного отключения электрической цепи при КЗ или перегрузке. Для подстанции на постоянном оперативном токе ТСН присоединяется через предохранители к шинам РУ НН.
Выбор предохранителя производится:
по конструкции и роду установки;
по напряжению установки, согласно выражению:
(8.4)по номинальному току, согласно выражению:
(8.5)где
расчетный ток цепи собственных нужд на стороне 10 кВ, определяется как: 
по току отключения, согласно выражению:
(8.6)где
периодическая составляющая тока КЗ, 
По справочной литературе [3] выбирается предохранители типа ПН2-350 с параметрами:
; 
; 
.8.1 Предлагаемое к реконструкции оборудование подстанции
Реконструкция электрической части подстанции предусматривает замену: разъединителей; выключателей 110 кВ, 10 кВ; разрядников; трансформаторов тока; шкафов первой и второй секций ЗРУ 10 кВ; электрических счетчиков; дугогасящих катушек, а так же изменение основной схемы РУ 10 кВ и установку дополнительного выключателя 110 кВ для повышения надежности питания потребителей.
Список предлагаемого к реконструкции и нового оборудования приведен в таблице 8.2.
Таблица 8.2. Предлагаемое к реконструкции и новое оборудование ПС.
| Наименование оборудования | Тип оборудования, предлагаемого к реконструкции | Тип вновь устанавливаемого оборудования |
| Разъединитель | РНДЗ-110/1000 | РДЗ-110/1000-УХЛ1 |
| Выключатель 110 кВ | ВМТ-110Б-25/1250 | ВГТ-110II-40/2500 У1 |
| Выключатель 10 кВ | ВМП-10К | ВВ/TEL-10 |
| Трансформатор тока | ТФНД-110 | ТГФ-110 У1 |
| Шкаф секций ЗРУ | К-XII; КР-10-У4 | К-63 |
9. Автоматическая частотная разгрузка, выполненная на микропроцессорной элементной базе
9.1 Понятие автоматической частотной разгрузки и ее назначение
Частота переменного тока определяется угловой частотой вращения синхронных генераторов и является одним из основных показателей качества электроэнергии. Отклонение частоты в нормальных режимах от номинального значения fном=50 Гц не должно превышать
f= 
0,1 Гц. Допускается кратковременное отклонение частоты не более чем на f= 0,2 Гц. Частота в энергосистеме поддерживается персоналом или автоматическим путём изменения впуска пара в турбины турбогенераторов и воды в турбины гидрогенераторов.При установившейся частоте активная мощность РГ, вырабатываемая генераторами, равна активной мощности РН, потребляемой нагрузкой. Успешное регулирование частоты тока возможно при наличии в энергосистеме резерва активной мощности, то есть до тех пор, пока генераторы будут загружены не полностью. При отсутствии в системе резерва активной мощности отключение части генераторов или включение новых потребителей сопровождается снижением частоты. Длительная работа с пониженной частотой (f<48 Гц) недопустима, так как при этом снижается скорость вращения электродвигателей, вследствие чего падает их производительность. На промышленных предприятиях это приводит к нарушению технологии производства и браку, а на электрических станциях - к снижению вырабатываемой генераторами мощности и их ЭДС. Дефицит активной мощности увеличивается и возникает дефицит реактивной мощности, что может привести не только к аварийному снижению частоты (лавина частоты), но и к лавинообразному снижению напряжения (лавина напряжения) и нарушению всей системы электроснабжения.
В таких случаях для восстановления заданного режима работы автоматически отключают часть наименее ответственных потребителей с помощью устройств автоматической частотной разгрузки (УАЧР). Принципиально УАЧР может выполняться реагирующим не только на изменение абсолютного значения частоты, но и на скорость её изменения. Устройство, реагирующее на скорость изменения частоты, обладает некоторыми преимуществами, однако из - за сложности широкого применения не находит.
Устройства АЧР должны удовлетворять ряду требований. Основные из них следующие:
а) обеспечить нормальную работу энергосистемы независимо от дефицита активной мощности, характера причин, вызывающих снижение частоты; не допускать даже кратковременного снижения частоты ниже f=45 Гц; продолжительность работы с частотой f<47 Гц не должна превышать 20 с, а с частотой f<48,5 Гц - 60 с;
б) обеспечить отключение потребителей в соответствии с возникшим дефицитом мощности и не допускать возникновения лавины частоты и напряжения; при этом последовательность отключений должна быть такая, чтобы в первую очередь отключались менее ответственные потребители; восстанавливать частоту до уровня, при котором энергосистема может длительно работать; дальнейший подъём частоты до номинальной возлагается на дежурный персонал энергосистемы;
в) если восстановление нормального режима после действия УАЧР возлагается на устройства автоматики, то УАЧР должно обеспечить подъём частоты до уровня, необходимого для их срабатывания;
г) действовать согласованно с устройствами АПВ и АВР;
д) не действовать при кратковременных снижениях частоты.
Устройства АЧР, как правило, должны находиться на объектах энергосистемы. Если по необходимости часть устройств АЧР находится на объектах потребителей, в том числе на тяговых подстанциях, то их состояние персонал энергосистемы должен систематически контролировать. Эту часть устройств АЧР по возможности следует резервировать на подстанциях энергосистемы устройствами с меньшей частотой и большим временем срабатывания.
Устанавливаются следующие три основные категории АЧР:
а) АЧР I - быстродействующая (с выдержкой времени, не превышающей 0,5 с), имеющая различные уставки по частоте, предназначенная для прекращения снижения частоты;
б) АЧР II- с общей установкой по частоте и различными установками по времени, предназначенная для повышения частоты после действия АЧР I, а также для предотвращения зависания частоты на недопустимо низком уровне и ее снижения при сравнительно медленном аварийном увеличении дефицита мощности;
в) дополнительная - действующая по возможности селективно только при местных дефицитах мощности, предназначенная для ускорения разгрузки и увеличении ее объема при особо больших местных дефицитах мощности.
С целью дальнейшего совершенствования разгрузки целесообразно по мере поступления дополнительной аппаратуры переходить от раздельного выполнения разгрузки (когда устройства АЧР I и АЧР II действуют на отключение разных потребителей) к совмещенному, при которых разгрузка, осуществляемая только АЧР I, дополняется вторым пуском от АЧР II. Совмещенное действие обоих категорий АЧР дает возможность лучше использовать объемы разгрузки и соответственно уменьшить принимаемые запасы, обеспечить заданную последовательность действия очередей при мгновенном возникновении дефицита мощности и при нарастании его в процессе аварии (каскадное развитие аварии, снижение мощности электростанций, принявших в начальный период дополнительную нагрузку, и т.д.).
При совмещении действия двух категорий разгрузки на отключение одних и тех же потребителей очереди АЧР I с более низкими уставками по частоте совмещаются с очередями АЧР II, имеющие большие уставки по времени. Кроме совмещенной разгрузки, следует выполнять несколько очередей с пуском только от АЧР II. Для них отводятся начальные уставки по времени АЧР II (устройства АЧР II, являющиеся вторыми пусками к устройствам АЧР I, должны иметь большие установки по времени). Назначение несовмещенных очередей АЧР II с начальными установками по времени - сокращение длительности повышения частоты после действия АЧР I при наиболее частых немаксимальных дефицитах мощности. Переход на совмещенную разгрузку особенно важен там, где трудно обеспечить необходимые запасы в объеме подключаемых потребителей при раздельном выполнении разгрузки. Появляется возможность обеспечить строгую последовательность отключения потребителей при различном характере аварий.