1.5 Выбор трансформаторов собственных нужд

Состав потребителей СН подстанций зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов. Типа электрооборудования.

Наиболее ответственным потребителями СН подстанций являются оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники, компрессоры.

Рисунок 5 - Схема питания собственных нужд подстанции

Мощность потребителей СН невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание понижающих трансформантов.

На подстанциях с оперативным переменным током трансформаторы СН Т1, Т2 присоединяются к вводу главных трансформаторов. Это необходимо для возможности управления выключателями 6-10 КВ при полной потере напряжения на шинах 6-10 КВ.

Шины 0.4 КВ секционируются. Питания оперативных цепей переменного тока осуществляется от шин СН через стабилизаторы ТS с напряжением на выходе 220 В.

2 Расчет токов короткого замыкания

Расчеты токов короткого замыкания производятся для выбора или проверки параметров электрооборудования, а так же для выбора или проверки установок релейной защиты и автоматики.

При проектировании необходимо учесть аварийные режимы работы электроустановок, одним из которых являются короткие замыкания (КЗ).

На основании исходной схемы, составим схему замещения, где все элементы замещены сопротивлениями элементов и намечаются точки для расчета токов КЗ.

Рисунок 6 – Схема замещения

Расчет токов короткого замыкания ведем в относительных единицах.

Все мощности заданы в МВА, а нагрузки в кВт.

S_б = 1000 МВА;

U_ср1 = 115 кВ;

U_ср2 = 37 кВ;

U_ср3 = 6.3 кВ.

Все сопротивления сводим к этим базовым условиям.

1. Определяем сопротивление энергосистемы.

(5)

где Х _с – относительное номинальное сопротивление энергосистемы;

S_б – базовая мощность, МВА;

S_с– мощность энергосистемы, МВА.

2. Определяем сопротивление воздушных линий.

= · · (6)

где U_cp – среднее напряжение, кВ;

Х₀ –удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

L – длина воздушной линии, км.

Согласно формуле (6)

= · = 3.3;

= · = 14.6;

= = 14.6.

3. Определяем сопротивление реакторов

Х₆ = · (7)

где I_нт – номинальный ток трансформатора.

I_б - базовый ток для шины 10кВ, кА; который определяется по формуле:

I_б = ; (8)

I_б = = 55.

Подставляем значения в формулу (7):

Х₆ = · = 2.75;

Х₇ = Х₆ = 2.75.

4. Определим сопротивление генераторов X₈ и X₉ :

(9)

где - относительное номинальное сопротивление генераторов

Мощность генератора находится по следующей формуле, МВА:

S_G = = = 41. (10)

Подставим полученное значение в формулу (9):

Х₈ = 0.12· = 2.9;

Х₉ = Х₈ = 2.9.

5. Определяем относительное сопротивление обмотки высокого (низкого, среднего) напряжения автотрансформатора по формуле:

(11)

где Uк – напряжение КЗ, %.

Х₃ = · = 2.66;

Х₄ = · = 1;

Х₅ = · = 1.6.

6. Х₁₂₃ = Х₁ + Х₂ + Х₃ ; (12)

Х₁₂₃ 66 = 6.26.

7. Х₄₆₇₈₉ = Х₄ + + ; (13)

Х₄₆₇₈₉ = 1+ + = 1 + 1.37 + 1.45 = 3.82.

Получили:

Преобразуем полученную звезду в треугольник:

8. Рассчитаем теперь каждое сопротивление полученного треугольника:

Х₅₄₆₇₈₉ = Х₅ + Х₄₆₇₈₉ + = 1.6 +3.82 + = 6.39; (14)

Х₁₂₃₅ = Х₅ + Х₁₂₃ + = 1.6 +6.26 + = 9.42; (15)

Х_12346789 = Х₁₂₃ + Х₄₆₇₈₉ + = 6.26 +3.82 + = 24.9. (16)

9. Определим результирующее сопротивление треугольника, что и будет являться результирующим сопротивлением для точки К₁ :

Х_рез1 = Х_1-9 = Х₅₄₆₇₈₉ + Х₁₂₃₅ + Х_12346789 = 6.39 + 9.42 + 24.9 = 40.7. (17)

Получили:

10. Рассчитаем трансформатор Х₁₂ :

(18)

Х₁₂= · = 7.5;

Х₁₂= Х₁₃ = 7.5.

11. Определяем сопротивление кабельных линий Х₁₄= Х₁₅ :

= · · ; (19)

Х₁₄= 0.08 · 0.4 · = 0.8;

Х₁₄= Х₁₅ = 0.8.

12. Рассчитаем результирующее сопротивление для точки К₂ :

Х_рез2 = Х_1-9 + + + + + ; (20)

Х_рез2 = 40.7 + + + = 52.15.

Получили:

Х_рез1 = 40.7;

Х_рез2 = 52.15.

13. Определим все токи для точки К₁ :

• Базовый ток I_б1, кА,:

I_б1 = (21)

I_б1 = = 15.6.

• Ток короткого замыкания I_по1 , кА,:

I_по1 = ; (22)

I_по1 = = 0.38.

• Ударный ток i_уд1 , кА,:

i_уд1 = · I_по1 · К_уд; (23)

i_уд1 = 1.4 · 0.38 · 1.8 = 0.95.

14. Определим все токи для точки К₂ :

• Базовый ток I_б2, кА,:

I_б2 = (24)

I_б2 = = 91.7.

• Ток короткого замыкания I_по2 , кА,:

I_по2 = ; (25)

I_по2 = = 1.7.

• Ударный ток i_уд1 , кА,:

i_уд2= · I_по2 · К_уд; (26)

i_уд2 = 1.4 · 1.7 · 1.8 = 4.3.

Таблица 2: сводные данные к разделу 2: расчет токов короткого замыкания.

Точки КЗ	Напряжение на шине, кВ.	Iпо , кА	iуд , кА
К1	35	0.38	0.95
К2	6	1.7	4.3