3.3. Выбор схемы главных электрических соединений подстанции

Исходя из количества подходящих линий n=2, напряжения на стороне ВН U_вн=110кВ выбираем для РУВН – 110кВ схему с одной рабочей секционированной системой шин, с совмещенным секционным и обходным выключателем [1, стр.356, т.8.3]. РУВН выполняю открытого типа. Применение открытого распределительного устройства уменьшает стоимость и сокращает сроки сооружения подстанции. При замене и демонтаже оборудования, ОРУ по сравнению с закрытыми более маневроспособны, лучше условия для отвода тепла от трансформаторов.

Для РУСН U_сн=35кВ и РУНН U_нн=10кВ выбираю схемы с одной секционированной системой шин. Эта схема проста в обслуживание при сравнительно небольшой стоимости. При этом РУСН выполняю открытого типа.

Принимаю к установке РУНН – 10кВ закрытого исполнения, достоинствами которой являются защита аппаратуры от воздействия окружающей среды, от пыли и копоти, от больших колебаний температуры, от солнечной радиации, а так же большее удобство обслуживания, исключение возможности проникновения в РУ посторонних людей, большая компактность. Общий вид схемы подстанции приведен на рис. 3.3.1.

Рис.3.3.1. Общий вид схемы подстанции

3.4. Расчет рабочих токов

Продолжительные рабочие токи определяются для выбора аппаратов и проводников. Различают рабочие токи нормального режима, а также утяжеленного (ремонтного, аварийного, послеаварийного). Для выбора аппаратуры следует ориентироваться на утяжеленный режим работы, получая максимальные рабочие токи.

Рабочий ток фидеров:

, А

где Р_н.ф– номинальная мощность фидера, кВт;

U_н.ф – номинальное напряжение фидера (потребителя), кВ;

cos_ф – коэффициент мощности потребителя.

Для РУСН:

А;

Для РУНН:

А,

А;

Рабочий ток секционного выключателя

А,

где Р_н.ф – сумма мощностей потребителей наиболее загруженной секции сборных шин, кВт;

U_н – номинальное напряжение группы токоприемников, кВ;

cos_ср.вз – средневзвешенное значение коэффициентов мощности группы токоприемников,

Для РУСН:

А,

cos_ср.вз =cos_сн=0,8 т.к. на шинах СН потребители однородные.

Для РУНН:

А,

А;

cos_ср.вз =cos_нн1=1; cos_нн2=0,8

Рабочий ток вводов РУ и сборных шин:

где  Р_н.РУ – суммарная номинальная мощность всех присоединений РУ, кВ;

cos _{ср.вз.РУ} – средневзвешенное значение коэффициентов мощности всех присоединений РУ.

Для РУСН:

А

Для РУНН:

А,

А

Максимальный рабочий ток распределительного устройства высшего напряжения определяют исходя из полной загрузки силового трансформатора и допустимой перегрузки аварийного режима

где 1,4 – кратность максимальной перегрузки в аварийном режиме;

S_н.т=40000кВА – номинальная мощность силового трансформатора;

U_н.ВН=110 кВ– номинальное напряжение РУВН.

А

3.5. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов к.з. выполняем для проверки аппаратуры на отключающую способность и динамическую стойкость, для проверки на термическую устойчивость шин распределительных устройств. Для этих целей в соответствующих точках схемы подстанции определяются наибольшие токи к.з. (трехфазные).

Расчетная схема подстанции приведена на рис.3.5.1.

Схема замещения приведена на рис. 3.5.2.

Рис.3.5.1. Расчетная схема подстанции

Расчет производится в относительных единицах

Относительное сопротивление системы:

Где -базовая мощность, принимаем =100 МВА

=200 МВА- номинальная мощность системы

Относительные сопротивления обмоток трансформатора:

Х_тВ % = 0,5(U_кВ-Н % + U_кВ-С % - U_кС-Н %)

Х_тС % = 0,5(U_кВ-С % + U_кС-Н % - U_кВ-Н %)

Х_тН % = 0,5(U_кВ-Н % + U_кС-Н % - U_кВ-С %);

Х_тВ %=0,5(10,5+17,5-6,5)=10,75%

Х_тВ %=0,5(10,5+6,5-17,5)=-0,25%

Х_тВ %=0,5(17,5+6,5-10,5)=6,8%

Приводим к базисной мощности:

Относительные сопротивления ВЛЭП:

Где X_уд=0,4 ом/км- индуктивное погонное сопротивление;

L=50 км- протяженность ВЛЭП;

U_ср=115 кВ- среднее расчетное напряжение линии;

Все рассчитанные сопротивления нанесены на схему замещения подстанции.

Вычисление токов и мощностей КЗ произведем аналитическим методом.

Точка К1

Базисный ток:

кА

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ:

кА

Ударный ток:

кА

Где k_у=1,608- ударный коэффициент [3, стр.21,т.3.2].

Мощность КЗ:

МВА

Точка К2

По схеме преобразования, рис. 3.5.4, находим результирующие сопротивления до точки КЗ:

Базисный ток:

кА

Где U_ср=37 кВ- среднее расчетное напряжение линии;

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ:

кА

Ударный ток:

кА

Где k_у=1,8- ударный коэффициент [3, стр.21,т.3.2].

Мощность КЗ:

МВА

Точка К3

Базисный ток:

кА

Где U_ср=6,3 кВ- среднее расчетное напряжение линии;

Действующее значение периодической составляющей тока КЗ:

кА

Ударный ток:

кА

Где k_у=1,8- ударный коэффициент [3, стр.21,т.3.2].

Мощность КЗ:

МВА

Результаты расчета сведены в табл.3.5.1.

Номер точки КЗ	Sк, МВА	Iк, кА	iу, кА
1	173,913	0,87	1,98
2	150,83	2,35	2,21
3	125,79	11,53	29,35