45
суммарная реактивная мощность
(13)
где Q
i
– реактивная мощность каждого отдельного потребителя, Мвар;
(14)
????
????
15)
например, для ГПП ТАНЕКО
????
????
тогда
полная мощность для ТАНЕКО
(16)
Для остальных потребителей 110 кВ расчет выполняется аналогично,
результаты расчета даны в таблице 20.
Таблица 20
Потребители подстанции ПС 500 кВ Ново-Зиминская по стороне
СН
Потребитель
.
МВт
cosφ
tgφ
.
Мвар
.
МВА
,
А
ПС Камполяны
18,9
0,93
0,40
7,5
20,3
106,8
ПС Атомстрой 2
3,7
0,92
0,43
1,6
4,0
21,1
ПС-47 Очистные сооружения
10,1
0,91
0,46
4,6
11,1
58,3
ПС Корабельная
14,8
0,9
0,48
7,2
16,4
86,4
ГПП ТАНЕКО
24,8
0,91
0,46
11,3
27,3
143,2
ПС Атомстрой 1
28,9
0,91
0,46
13,2
31,8
166,9
ГПП Этилен 2
31,8
0,93
0,40
12,6
34,2
179,7
ПС Водозабор
33,8
0,94
0,36
12,3
36,0
189,0
ПС Городская
39,7
0,91
0,46
18,1
43,6
229,3
Итого по 110 кВ
206,5
88,2
224,5
Мощности нагрузок на стороне ВН подстанции определяются как:
активная мощность
(17)
46
реактивная мощность
(18)
полная мощность
(19)
Согласно исходным данным на проектирование подстанции в системе
имеются потребители I и II второй категорий на ПС устанавливаются два
автотрансформатора мощностью:
(20)
По данным выбирается автотрансформатор АТДЦТН-250000/220/110/10
У1. Его характеристики:
Таблица 21
Характеристики автотрансформатора АТДЦТН-
250000/220/110/10 У1 [33]
Технические характеристики
Величина
Номинальная мощность
автотрансформатора
250000 кВА
Номинальная мощность обмотки НН
100000 кВА
Номинальное напряжение ВН
230 кВ
Номинальное напряжение СН
121 кВ
Номинальное напряжение НН
10,5 кВ
Наибольший допустимый ток в общей
обмотке
690 А
Номинальная частота
50 Гц
Схема и группа соединения обмоток
Yнавто-Д-0-11
Регулирование напряжения
РПН линии СН ±12%, ±6%
Потери ХХ
145 кВт
Потери КЗ
520 кВт
Напряжение КЗ ВН-СН
11,0 %
Напряжение КЗ ВН-НН
35,0 %
Напряжение КЗ СН-НН
21,0 %
Ток ХХ
0,038 %
Габариты
11150 мм х 5760 мм х 8470 мм
Масса
238000 кг
47
Проверяется загрузка автотрансформатора в нормальном и аварийном
режимах:
(21)
(22)
Автотрансформатор удовлетворяет требованиям по перегрузке.
Определение главной схемы является определяющим при разработке
проекта электрической части понизительной подстанции, в связи с тем, что
она определяет полный состав электрооборудования ПС и связей между ними.
Главная схема понизительной подстанции должна удовлетворять
нижеприведенным требованиям:
- должно иметь достаточный уровень надежности;
- должна быть простой и наглядной;
- должна быть экономичной;
- должна иметь возможность расширения.
Для рассматриваемой подстанции выбирается схема 220-13Н «Две
рабочие системы шин» (рисунок 8).
Рисунок 8. Схема ПС на стороне ВН
Данную схему применяют в РУ 220 кВ с большим количеством
присоединений и с одним выключателем на каждое присоединение.
48
Большую часть времени, обе СШ находятся в рабочем состоянии при
соответствующем фиксированном распределении всех присоединений:
- ВЛЭП w1, w3, w5 и силовой трансформатор Т1 подключены к первой
СШ,
- ВЛЭП w2, w4, w6 и силовой трансформатор Т2 подключены ко второй
СШ,
- шиносоединительный выключатель находится во включенном
положении.
Данное распределение присоединений повышает надежность
электросхемы, так как при возникновении КЗ на СШ отключают
шиносоединительный выключатель и только половина присоединений
остается в работе.
Выбор схемы соединений на СН проектируемой подстанции.
Для рассматриваемой подстанции выбирается схема 110-9 «Одна
рабочая секционированная выключателем система шин» (рисунок 9).
Рисунок 9. Схема ПС на стороне СН
Данная схема – одна секционированная выключателем система шин.
Применяется для двух трансформаторов на напряжение 110 кВ.
Достоинствами данной схемы являются:
1) простота исполнения;
2) нет необходимости в больших капиталовложениях;
3) удобство с точки зрения проведения техобслуживания и ремонтных
работ;
49
4) возникновение аварии на СШ становится причиной отключения
лишь одной секции и половины потребителей предприятия.
Выбор схемы соединений на НН проектируемой подстанции.
Распредустройство 10 кВ выполняется по схеме № 10-1 «Одиночная,
секционированная выключателем система шин».
Наименование схемы – одна одиночная, секционированная
выключателем система шин. Применяется при 2-х автотрансформаторах,
присоединенных к одной секции (как правило, при числе присоединений 14-
16).
Рисунок 10. Схема ПС на стороне НН.
Достоинствами данной схемы являются:
1) простота исполнения;
2) нет необходимости в больших капиталовложениях;
3) удобство с точки зрения проведения техобслуживания и ремонтных
работ;
4) возникновение аварии на СШ становится причиной отключения лишь
одной секции и половины потребителей предприятия.
Определим расчетную схему установки (рисунок 11).
Составляется эквивалентная схема замещения, в которой все элементы
представлены индуктивными сопротивлениями, величины которых
50
подсчитывают по формулам из [9, 34]. Для удобства и однотипности расчетов
следует вести расчет в о.е., которые приведены к базовой мощности
.
Рисунок 11. Расчетная схема установки
Для выполнения дальнейших вычислений упрощается схема замещения,
и приводится к простому виду, от питающих подстанций до точек КЗ.
Определяются индуктивные сопротивления схемы замещения, которые
приведены к базовой мощности.
Сопротивления энергосистем
Сопротивления воздушных линий
(23)
где х
уд
- удельное индуктивное сопротивление ВЛЭП, х
уд
=0,4 Ом/км.
l – длина ВЛ, для линии L1 от ПС 220 кВ «Кутлу-Буташ» до ПС 220 кВ
«Бегишево» составляет l = 84 км; для линий от ПС 220 кВ «Кутлу-Буташ» до
рассматриваемой ПС 220 кВ «Нижнекамская» составляет l = 71 км; для линий
51
от ПС 220 кВ «Бегишево» до рассматриваемой ПС 220 кВ «Нижнекамская»
составляет l = 16 км;
Определим эквивалентные сопротивления обмоток трансформаторов Т1
и Т2.
????
????
(24)
????
????
????
????
(25)
????
????
????
????
(26)
????
????
(27)
Величины сопротивлений указываются на схеме замещения (рисунок
13).
Продолжим дальнейшее эквивалентирование полученной схемы
замещения.
52
Рисунок 12. Схема замещения
Упрощенная схема замещения представлена на рисунке 13.
Рисунок 13. Преобразованная схема замещения
Для обоих энергосистем ЭДС
*
Е1
=
. Далее упрощение схемы
замещения выполняется с учетом этого.
????
????????
????
????
????
????
????
(28)
???? ???? ???? ????
????
????
???? ????
53
Рисунок 14. Схема замещения
Мощность источников питания
Номинальный ток
ном
ср1
S
I,
3U
=
(29)
номК1
4900
I 12,3 кА;
1,73 230
==
номК2
4900
I 24,6 кА;
1,73 115
==
номК3
4900
I 269,7 кА.
1,73 10,5
==
Далее необходимо определить величину
ном
по
I
I
поК1
номК1
I
6,5
0,53 2
I 12,3
= =
поК2
номК2
I
7,9
0,32 2
I 24,6
= =
поК3
номК3
I
50,6
0,19 2
I 269,7
= =
54
так как для всех точек КЗ данное соотношение получилось меньше 2, то
принимается γ = 1 для всех точек КЗ.
Периодическая составляющая тока КЗ в момент времени τ составляет
пτ по
I=γI
, (30)
п1
I 1 6,5 6,5 кА;
К
= =
п2
I 1 7,9 7,9 кА;
К
= =
п3
I 1 50,6 50,6 кА.
К
= =
Ударный ток
уд по y
i = 2 I K
, (31)
где К
у
– ударный коэффициент, для точек К1 и К2 К
у
= 1,7, для точки К3
принимается К
у
= 1,85;
Т
а
– постоянная, для точек К1 и К2 Т
а
= 0,04, для точки К3 Т
а
= 0,07;
удК1
i 2 6,5 1,7 15,6 кА;= =
удК2
i 2 7,9 1,7 19,0 кА;= =
удК3
i 2 50,6 1,85 132,4 кА.= =
Апериодическая составляющая тока КЗ
а
τ
-
Т
аτ по
i = 2 I е
, (32)
0,11
0,04
a1
i 2 6,5 0,83 кА;
К
е
−
= =
0,04
0,04
a2
i 2 7,9 4,13 кА;
К
e
−
= =
0,045
0,07
3
i 2 50,6 37,9 кА.
аК
e
−
= =
Результаты расчетов ТКЗ сводятся в таблицу 22, данные которой в
дальнейших расчетах используют для выбора токоведущих частей и
электроаппаратов.
Таблица 22
Результаты расчета токов КЗ
Точка К3
U
срн
, кВ
I
по
, кА
i
уд
, кА
i
аτ
, кА
К1
230
6,5
15,6
0,83
К2
115
7,9
19,0
4,13