1.4 Выбор трансформаторов и схем электрических соединений понижающих подстанций

На новых подстанциях с ВН 35 кВ и выше применяют типовые схемы РУ, в которых предусмотрена установка, как правило, двух трансформаторов одинаковой мощности. Исходным режимом для определения нагрузочной способности яв­ляется номинальный режим работы трансформатора на основном ответвлении при номинальных условиях места установки и охлаж­дающей среды, определяемых соответствующим стандартом или тех­ническими условиями.

Мощность трансформаторов выбирается так, чтобы при отключе­нии наиболее мощного из них на время ремонта или замены оставшие­ся в работе (с учетом их допустимой по техническим условиям на трансформаторы перегрузки и резерва по сетям СН и НН) обеспечива­ли питание нагрузки.

В настоящем курсовом проекте выбор трансформаторов на новых понижающих подстанциях выполняется исходя из аварийной перегрузки при отключении одного из двух трансформаторов на время ремонта или замены. При этом резервирование по сетям СН и НН отсутствует. Исходными данными для выбора трансформаторов являются суточные графики нагрузки новых подстанций для характерных дней зимнего и летнего периодов, сезонные эквивалентные температуры охлаждающего воздуха для населённых пунктов, в которых строятся новые подстанции, а также предполагаемый вид охлаждения трансформаторов.

Произведём выбор трансформаторов для подстанции ПС-1.

По сезонным суточным графикам активной Р и реактивной Q нагрузки (Таблица 4) находим графики полной мощности S.

Где Рmax – максимальная активная мощность за сезон.

Где Qmax – максимальная реактивная мощность за сезон.

Алгоритм выбора S_ном для подстанции с n однотипными трансформаторами может быть следующим.

1. Ориентировочно назначают S_ном. В качестве S_ном можно принять минимальную из стандартных значений мощность, отвечающую условию S_ном≥S_max/n, где S_max – максимальная нагрузка подстанции.

2. Определяют коэффициент максимальной перегрузки по формуле k_max=S_max/S_ном.

3. На исходном суточном графике нагрузки S(t), построенном с часовыми интервалами, определяют предварительно продолжительность перегрузки h´. Значение h´ равно сумме i-ых ступеней графика, для которых выполняется условие S_i>S_ном.

4. Вычисляют коэффициент аварийной перегрузки К₂:

где суммирование вновь выполняется только для i-ых ступеней графика, для которых S_i>S_ном.

5. Если К₂≥0,9К_max, то полагают, что длительность аварийной перегрузки трансформатора h равна h´, иначе пересчитывают h по формуле

.

6. Для известных температуры охлаждающей среды с системы охлаждения трансформатора, а также для вычисленной продолжительности перегрузки h определяют коэффициент допустимой аварийной перегрузки – К_ав.

7. Предварительно намеченная величина S_ном должна отвечать условию

S_ном≥

Если условие выполнено, то значение S_ном применяется окончательно, иначе S_ном увеличивают на одну ступень, алгоритм определения номинальной мощности трансформаторов повторяют с П.3.

Выбор трансформатора для ПС-1

Таблица 8

	ПС-1
Время	Зима	Лето
	S	S
0:00	23,55	17,49
1:00	22,473	12,78
2:00	23,408	12,78
3:00	24,485	11,85
4:00	26,225	13,32
5:00	32,432	16,16
6:00	44,274	35,94
7:00	50,727	41,07
8:00	53,852	43,23
9:00	52,289	37,84
10:00	49,597	36,62
11:00	49,69	37,3
12:00	48,86	37,84
13:00	47,101	36,62
14:00	47,355	37,01
15:00	50,621	37,84
16:00	52,739	36,77
17:00	53,068	37,99
18:00	51,947	40,39
19:00	49,837	42,79
20:00	46,215	42,79
21:00	39,475	37,99
22:00	32,202	25,7
23:00	27,081	18,46

Рис 3. График нагрузок ПС-1

Для зимнего графика нагрузки:

1.S_max=53,852 МВА. S_ном=40МВА.

2.K_max=53,852/40=1.346

3. На графике нагрузки предварительно определим продолжительность перегрузки h’=15ч.

4. Коэф. аварийной перегрузки

5.К₂ > 0.9K_max. Следовательно пересчитываем h= 15

6. Для температуры окружающей среды и h=15 выбираем коэф. аварийной перегрузки Кав=1,4

7. S_max/ Кав=38.466< S_ном .

Принимаем трансформатор ТРДН-40000/220.

Летний график нагрузок.

1. S_max=43,23 МВА. Sном=40 МВА

2. K_max=1,081

3. h’=5

4. К₂=1,052

5. К₂> 0.9K_max Условие выполняется.

6. h’= h.

Для лета Кав=1,2. S_max/ Кав=36.023.

Окончательно на ПС-1 выбираем 2 трансформатора ТРДН-40000/220 для схемы №1 и ТРДН-40000/110 для схемы №4.

Аналогично определяем марки трансформаторов для оставшихся подстанций.

Выбор трансформатора для ПС-2

Таблица 9

	ПС-2
Время	Зима	Лето
	S	S
0:00	22,97	22,46
1:00	29,49	16,15
2:00	20,58	17,16
3:00	20,4	18,86
4:00	24,52	29,85
5:00	38,24	41,15
6:00	53,67	51,27
7:00	68,42	50,59
8:00	68,6	49,04
9:00	65,68	42,18
10:00	61,39	37,55
11:00	55,06	34,48
12:00	48,56	32,41
13:00	45,46	31,03
14:00	45,78	30,69
15:00	45,64	30,55
16:00	45,13	32,42
17:00	44,45	32,75
18:00	49,04	36,69
19:00	56,41	42,35
20:00	58,13	43,72
21:00	54,88	43,55
22:00	44,41	33,09
23:00	35,83	23,66

Рис 4. График нагрузок ПС-2

Зимний график нагрузки.

1. S_max=68,6 МВА. S_ном=63 МВА

2. K_max=1,089

3. h’=3

4. К₂=1,073

5. К₂> 0.9K_max Условие выполняется

6. h’= h

7. K_max = 1.5

8. S_max/ Кав=45.73. Принимаем трансформатор марки ТРДН-16000/220.

Для летнего графика нагрузки h’= 0. Окончательно на ПС-2 ставим 2 трансформатора типа ТРДН-16000/220.

Выбор трансформатора для ПС-3

Таблица 10

1	ПС-3
Время	Зима	Лето
	S	S
0:00	8,33	5,22
1:00	7,79	4,9
2:00	6,98	4,59
3:00	6,53	4,21
4:00	7,09	5,31
5:00	8,05	6,75
6:00	10,4	8,05
7:00	12,2	8,66
8:00	13	8,25
9:00	12,7	7,62
10:00	12,1	7,18
11:00	10,9	6,88
12:00	10	6,57
13:00	9,9	6,29
14:00	9,98	6,35
15:00	10,2	6,32
16:00	10,7	6,75
17:00	13,1	7,31
18:00	15,2	8,66
19:00	14,8	9,9
20:00	14,5	9,8
21:00	12,3	9,34
22:00	10,1	7,72
23:00	9,27	6,19

Рис 5. График нагрузок ПС-3

Зимний график нагрузки:

1. S_max=15.2 МВА, S_ном=16 МВА

2. h=0. Принимаем трансформатор типа ТДН-16000/110

Летний график нагрузки.

1. S_max=9.9 МВА, S_ном=16 МВА

2. h=0.

Окончательно на ПС-3 ставим 2 трансформатора марки ТДН-16000/110.

Количество линий, присоединяемых к шинам ВН подстанций, определяет схему ее электрических соединений, конструктивное исполнение и стоимость ПС.

Схема №1

Подстанция 1 – тупиковая, двухтрансформаторная, питаемая по двухцепной линии. Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии (схема 4Н).

Подстанция 2 – проходная, двухтрансформаторная, питаемая по двухцепной линии. Одна секционированная система шин с обходной с отдельными обходным и секционным выключателями (схема 12).

Подстанция 3 – тупиковая, двухтрансформаторная, питаемая по двухцепной линии. Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии (схема 4Н).

Схема №4

Подстанция 1 – проходная, двухтрансформаторная, питаемая по одноцепной линии. Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий (схема 5Н).

Подстанция 2 – тупиковая, двухтрансформаторная, питаемая по вухцепной линии. Два блока с выключателями и неавтоматической перемычкой со стороны линии (схема 4Н).

Подстанция 3 – проходная, двухтрансформаторная, питаемая по одноцепной линии. Мостик с выключателями в цепях линий и ремонтной перемычкой со стороны линий (схема 5Н).