2. Выбор силовых трансформаторов

Поскольку с шин подстанции ПС2 питается 35% потребителей 1 и 2 категорий, то по условиям надёжности электроснабжения, необходима установка двух силовых трансформаторов.

Мощность каждого трансформатора выбирается так, чтобы при отключении одного трансформатора, оставшийся в работе обеспечивал с допустимой перегрузкой питание нагрузки подстанции. Расчётная мощность одного трансформатора выбирается из условия по формуле:

МВА, (17)

Исходя из полученного результата, выбираем трансформатор типа ТРДН –63000/220

(таблица 1.4.3 [1]).

2.1 Проверка трансформатора по перегрузочной способности.

Производим проверку по перегрузочной способности в случае отключения одного из трансформаторов. Нагрузочная способность трансформаторов до 100 МВА определяется ГОСТ 14209-85. Для определения перегрузки исходный график S=f(t) должен быть преобразован в эквивалентный (в тепловом отношении) прямоугольный график нагрузки

Расчет перегрузочной способности трансформатора ТРДН-40000/220.

На исходном графике (рис.4.) откладывается номинальная мощность трансформатора, пересечением ее с исходным графиком выделяется участок наибольшей перегрузки продолжительностью h’ и участок начальной нагрузки.

Рис.5. Преобразование исходного графика в двухступенчатый

1) Находим начальную нагрузку в долях от номинальной мощности трансформатора (эквивалентную ступень охлаждения)

.

2) Находим предварительное значение коэффициента перегрузки

; .

3. Находим максимальное значение перегрузки

.

4) Так как , то принимаем значение перегрузки и ч.

При начальной нагрузке К₁=0,93 в долях от номинальной мощности трансформаторов и h=4, при температуре окружающего воздуха 20⁰С и типа охлаждения трансформаторов ДЦ, допустимая перегрузка равна K_2доп = 1.3 (по [3] табл.2.3), а мы имеем K₂ = 1.093. Получили, что K₂ <K_2доп. Следовательно, трансформатор проходит по режиму перегрузки в послеаварийном режиме.

Параметры трансформатора трдн-63000/220 представлены в табл.2.1(по [4] табл.3.8).

Параметры трансформатора ТРДН-40000/220.

Таблица 2.1.

Sном	UВН	UНН	Uк	Pхх	Pкз	Iх
МВА	кВ	кВ	%	кВт	кВт	%
63	230	6,3-6,3	11,5	82	300	0.8

3. Расчет токов короткого замыкания.

На проектируемой ПС произведем расчет начального значения периодической составляющей тока короткого замыкания- I_по: на шинах высшего напряжения ПС1 – трехфазного и однофазного КЗ, на шинах низшего напряжения ПС1 – трехфазного КЗ. Для ограничения токов КЗ на стороне 6 кВ следует принять следующие меры:

-обеспечить раздельную работу трансформаторов;

-у трансформаторов мощностью 63МВА расщепленные обмотки включить раздельно;

-заземлить нейтраль только одного трансформатора.

В курсовом проекте принято, что двигательная нагрузка потребителей на напряжение

10 кВ достаточно удалена от шин ПС. В связи с чем можно не учитывать ток подпитки от нее места КЗ.

Для определения I_по, составим схемы замещения для протекания токов прямой и нулевой последовательностей.

При определении параметров схем замещения будем пользоваться системой относительных единиц, отнесенных к базовым условиям. За величину базовой мощности примем S_б=1000 МВА и выберем базовые напряжения в соответствии со школой средних напряжений: 6,3 и 230 кВ.

На Рис.5. приведена расчетная схема для определения токов КЗ.

Рис.5. Расчетная схема для определения токов КЗ.

Ниже приведены численные значения исходных данных по генераторам, системам, линиям и трансформаторам:

Система Sкз, МВ*А x0/x1		Линии: длина, км, худ, Ом/км				Генера- торы, МВт	Трансформаторы МВ*А
Система 1	Система 2	ВЛ-1	ВЛ-2	ВЛ-3	ВЛ-4	Г-1,2,3	Т-1,2,3
5900:2,55	2100:2,65	42:0.39	49:0.4	33:0,39	5:0,41	100	125

На Рис.6. представлена схема замещения для токов прямой последовательности.

Рис.6. Схема замещения прямой последовательности.

Расчет параметров схемы замещения прямой последовательности:

сопротивления систем: о.е.

о.е.

сопротивления линий: о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

сопротивление трансформаторов: о.е. где U_к1=11%, (по [4] табл.3.8).

Для трансформатора с расщепленной обмоткой НН можно в среднем считать, что (по [3] стр.14). Тогда , .

Поэтому .

где о.е.

о.е.

сопротивление генераторов: о.е.

где Х_d’’=0.192 о.е. и cosφ_ном.г=0.8 (по [4] табл.2.1).

ЭДС систем - о.е.

ЭДС генераторов - о.е.

Приведем схему к простейшему виду:

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

Находим токи трехфазного КЗ (в относительных единицах):

- на стороне ВН

о.е.

- на стороне НН

о.е.

Базовые токи при КЗ:

кА;

кА;

Находим токи трехфазного КЗ (в именованных единицах ):

кА;

кА.

На Рис.7. представлена схема замещения для токов нулевой последовательности.

Рис.7. Схема замещения нулевой последовательности.

Расчет параметров схемы замещения нулевой последовательности:

сопротивления систем - о.е.

- о.е.

сопротивления линий - о.е.

- о.е.

- о.е.

- о.е.

где о.е. – характеристика двухцепных линий с хорошо проводящими тросами (по [3] табл.3.1).

сопротивление трансформаторов - о.е.

- о.е.

Приведем схему к простейшему виду:

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

о.е.

Находим ток однофазного КЗ (в именованных единицах):

- на стороне ВН

кА.

Для всех видов КЗ рассчитаем ударные токи КЗ по формуле:

,где К_у – ударный коэффициент (по [3] табл.3.2).

- шины ВН

,

;

- шины НН

.

Результаты расчета оформим в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1.

Место КЗ	I (3)по, кА	I (1)по, кА	iу(3), кА	iу(1), кА
Шины ВН	12,37	9,53	31,5	66,2
Шины НН	25,3	-	24,9	-