3.2 Выбор количества и мощности трансформаторов

На районных понизительных подстанциях число трансформаторов в большинстве случаев принимается равным двум. Однотрансформаторные подстанции могут применяться для питания неответственных потребителей, чаще всего в сельской местности, при возможности обеспечения послеаварийного питания нагрузок первой категории по связям вторичного напряжения с соседних подстанций или других источников питания.

Подстанции с числом трансформаторов более двух применяются по условиям дальнейшего роста нагрузок или обеспечения высокой надежности питания особо ответственных потребителей с соответствующим технико-экономическим обоснованием.

В зависимости от напряжений и мощности подключаемых потребителей применяются двухобмоточные трансформаторы (на два напряжения ВН/НН), трехобмоточные или автотрансформаторы (на три напряжения ВН/СН/НН)

Двухобмоточные трансформаторы мощностью выше 25 МВА выпускаются с расщепленной обмоткой НН.

Выбор номинальной мощности трансформатора производится с учетом его перегрузочной способности:

(3.6)

где S_НОМ.Т- номинальная мощность трансформатора; S_{РАСЧ. Т}- расчетная мощность трансформатора.

(3.7)

где S_{ТР.РАСЧ}- суммарная расчетная мощность, передаваемая через трансформаторы (трансформируемая);

kп. ав - допускаемый коэффициент перегрузки трансформаторов в аварийном режиме.

При трехобмоточных трансформаторах S_{ТР.РАСЧ}определяется суммарной нагрузкой потребителей среднего и низшего напряжений (СН и НН).

Допускаемый коэффициент перегрузки принимается k_{П. АВ}=1,4 (ГОСТ 1429-85). Такая перегрузка допустима не более 5 суток при условии, что длительность максимума нагрузки не более 6 часов в сутки.

При выборе автотрансформаторов следует иметь в виду, что мощность обмотки НН не может быть больше типовой мощности S_ТИП. Типовая мощность составляет часть номинальной мощности, которая определяется коэффициентом выгодности Квыг (или коэффициентом типовой мощности К_ТИП).

К_ТИП= К_ВЫГ=S_ТИП/S_НОМ= (U_ВН–U_СН)/U_ВН (3.8)

После выбора номинальной мощности трансформатора определяется фактический коэффициент загрузки в номинальном и аварийном режиме (Кз.н и Кз.ав) и проверяется выполнение условия:

(3.9)

;(3.10)

Для автотрансформаторов дополнительно проверяется загрузка обмотки НН:

К_З.Н =S_НН/(2хS_ТИП); К_З.АВ =S_НН/S_ТИП (3.11)

В пояснительной записке приводятся паспортные данные выбранных трансформаторов.

3.3 Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится для выбора аппаратов, проводов, шин и кабелей. Поэтому расчетным является наиболее тяжелый эксплуатационный режим (форсированный).

Нагрузки в расчете токов к.з. не учитываются, т.к. они значительно электрически удалены от расчетных точек короткого замыкания.

Для выбора аппаратов и проводников в качестве расчетных точек к.з. принимаются: сборные шины ВН или выводы трансформаторов со стороны ВН, сборные шины СН и НН.

Для выбора аппаратов и проводников рассчитываются:

а) I'' - действующее значение периодической составляющей начального (сверхпереходного) тока трехфазного короткого замыкания;

б) i_У - ударный ток,

, (3.12)

где К_У - ударный коэффициент;

в) ia.t - действующее значение апериодической составляющей тока к.з. в момент начала расхождений дугогасительных контактов выключателя. На данном этапе этот расчет выполняется ориентировочно по данным об усредненных значениях собственного времени отключения выключателей и корректируется после выбора выключателей в разделе 4):

(3.13)

где Та – постоянная времени затухания апериодической составляющей;

г) В_К– тепловой импульс тока,

В_К= (I'')² ∙ (t _ОТК+Та) (3.14)

где t_{ОТК –} время отключения тока короткого замыкания

t _ОТК = t _Р.З + t _ОТК.В. (3.15)

где t _Р.З – время действия основной релейной защиты;

t _ОТК.В – полное время отключения выключателя.

Время действия релейной защиты задается руководителем дипломного проекта для конкретной схемы. Расчет окончательно уточняется после выбора выключателей. Результаты расчета токов короткого замыкания сводятся в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Результаты расчета токов короткого замыкания

Расчетная точка короткого замыкания	I”, кА	IУ , кА	IА. , кА	ВК, кА2с