Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Расчет потребных мощностей нагрузок следует производить по любому из известных методов расчета. Потребную мощность можно определить с использованием коэффициента несовпадения максимумов нагрузки потребителей.

Суммарная активная мощность на стороне СН:

=2·20·0,8=32 МВт

Полная мощность на стороне CН:

МВА

Реактивная мощность на стороне СН:

=40·0,6=24 МВАр

Аналогично определяется суммарная мощность на стороне НН подстанции.

Суммарная активная мощность на стороне НН:

=5·4·0,7=14 МВт

Полная мощность на стороне НН:

МВА

Реактивная мощность на стороне НН:

=15,56·0,6=9,34 МВАр

Суммарная мощность на стороне ВН:

МВт

МВАр

МВА

Выбор силовых трансформаторов

Наиболее часто на подстанциях устанавливаются два трансформатора. В этом случае при правильном выборе мощности трансформаторов обеспечивается надежное питание даже при аварийном отключении одного из трансформаторов.

Номинальная мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной подстанции, определяется аварийным режимом работы подстанции; при установке двух трансформаторов мощность каждого из них должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного из них оставшийся в работе трансформатор с допустимой аварийной нагрузкой мог обеспечить нормальное электроснабжение потребителей первой и второй категорий.

Правила устройства электроустановок (ПУЭ) разрешают перегрузку трансформаторов сверх номинальной на 40% на время общей продолжительностью не более 6 часов в сутки в течение 5 суток подряд при коэффициенте заполнения графика нагрузки не выше 0,75. При этих параметрах номинальная мощность каждого трансформатора определяется из условия

где S_нт – номинальная мощность трансформатора, МВА;

S_р – расчетная мощность

Трансформатор, выбранный по этому условию, обеспечивает питание всех потребителей в нормальном режиме при загрузке трансформатора (0,8¸0,7) S_нт , а в аварийном режиме один трансформатор, оставшийся в работе, обеспечивает питание потребителей первой и второй категорий с учетом допустимой аварийной перегрузки на 40%. Потребители 3^й категории во время максимума энергопотребления должны быть отключены.

МВА

=40 МВА

Выбираем трансформатор ТДТН-40000/220. Т – трех фазный; Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла. Т –трехобмоточный; Н – наличие системы регулирования напряжения. Технические характеристики которого приведены в таблице 3.2.1.

табл.3.2.1

Номин. мощностькВА

Напряжение обмотки, кВ

Потери, кВт

Напряжение Uк, %

Ток Ix, %

Габариты, м

вн

сн

Нн

Рх

Рк

вн-сн

вн-нн

сн-нн

Длинна

Ширина

Высота

38,5

11;6,6

9,5

0,55

5,4

7,4

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;

cosj_ф – коэффициент мощности потребителя.

Для РУСН:

А;

Для РУНН:

А;

Рабочий ток секционного выключателя

А,

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

U_н – номинальное напряжение группы токоприемников, кВ;

cosj_ср.вз– средневзвешенное значение коэффициентов мощности группы токоприемников,

Для РУСН:

А,

cosj_ср.вз =cosj_сн=0,8.

Для РУНН:

А,

cosj_ср.вз =cosj_нн=0,9

Рабочий ток вводов РУ и сборных шин:

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

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

Для РУСН:

А

Для РУНН:

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=220кВ– номинальное напряжение РУВН.

А

3.5 Токи короткого замыкания.

Значения токов были выданы преподавателем и сведены в таблицу

Таблица3.5.1.

Номер точки КЗ	Iк, кА	iу, кА
вн(к1)
сн(к2)
нн(к3)

Выбор выключателей

Выключатель является основным коммутационным аппаратом в электрических установках, он должен быть способен коммутировать электрические цепи как в номинальных, так и в аварийных режимах.

Выключатели выбираем по допустимому уровню напряжения (по уровню изоляции), по длительному нагреву максимальным рабочим током и проверяем по отключающей способности на динамическую и термическую устойчивость токам к.з.

Для РУВН принимаем ВМТ-220Б-40/1250 УХЛ1

1) Выбор по допустимому уровню напряжения (по уровню изоляции)

220 220 кВ

где U_уст – номинальное напряжение проектируемой установки (распре-делительного пункта);

U_н – номинальное (каталожное) напряжение выбираемого выключателя.

2) Выбор по длительному нагреву максимальным рабочим током

147 2000 А

где I_раб.max – максимально возможный рабочий ток выключателя;

I_н – номинальный (каталожный) ток выбираемого выключателя.

3) Проверка по отключающей способности:

4 40 кА

где I_п.о – начальное значение периодической составляющей тока к.з.;

I_откл.н – номинальный (каталожный) ток отключения проверяемого выключателя.

4) Проверка на электродинамическую устойчивость токам к.з:

10 102

где i_у – ударный ток режима к.з;

i_пр.с – каталожное значение предельного сквозного тока выбираемого выключателя.

5) Проверка на термическую устойчивость (тепловой импульс тока к.з.):

,

где В_к.рас – расчетное значение теплового импульса в период к.з.;

В_к.рас.=I²_п.о.(t_откл.+T_а), кА²с

В_к.рас.=4²(0,03_.+0,055)=1,36 кА²с

t_откл.= t_р.з+ t_о.в=0,02+0,035=0,055 с – длительность к.з.;

t_р.з=0,02 с – время действия релейной защиты;

t_о.в=0,035 с – время отключения выключателя;

T_а=0,03 – постоянная времени затухания периодической составляющей тока к.з.

В_к.н=I²_тt_т – номинальное значение теплового импульса выбираемого выключателя;

I_т, t_т – номинальные значения тока и времени термической стойкости выключателя.

В_к.н=50²·3=7500 кА²с

1,36 7500 кА²с

Все условия соблюдаются. Окончательно принимаем выключатель ВЭК-220-40/2000У1

Результаты расчета сведены в табл. 3.6.1.1:

Табл.3.6.1.1

Расчетные величины	Каталожные данные выключателя ВЭК-220-40/2000У1	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
Iп.о, кА		Iоткл.н, кА
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	1,36	Вкн, кА2с

Выбор выключателей для распределительного устройства среднего напряжения сведен в таблицу 3.6.1.2:

Табл.3.6.1.1

Расчетные величины	Каталожные данные выключателя ВВН-СЭЩ-Э-25/1000	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
Iп.о, кА		Iоткл.н, кА
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	110,25	Вкн, кА2с

Выбор выключателей для распределительного устройства низкого напряжения сведен в таблицу 3.6.1.3:

Табл.3.6.1.3

Расчетные величины	Каталожные данные вводного выключателя ВВЭ-М-10-40/2500У3.	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
Iп.о, кА		Iоткл.н, кА
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	48,05	Вкн, кА2с
Расчетные величины	Каталожные данные секционного выключателя ВВЭ-М-10-31,5/1600У3.	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
Iп.о, кА		Iоткл.н, кА	31,5
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	48,05	Вкн, кА2с
Расчетные величины	Каталожные данные фидерного выключателя ВВЭ-М-10-20/630У3.	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
Iп.о, кА		Iоткл.н, кА
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	48,05	Вкн, кА2с

Выбор реакторов.

Одним из мероприятий ограничения токов к.з. является использование линейных реакторов на отходящих присоединениях или в цепи трансформатора – сборные шины подстанций. Реакторы выбираются по уровню допустимого напряжения, нагреву рабочим током, величине требуемого индуктивного сопротивления. Выбранный реактор проверяется по допустимому падению напряжения в номинальном режиме и на электродинамическую и термическую устойчивость токам к.з. При выборе и проверке реактора используют каталожные данные по методике, аналогичной выбору и проверке выключателя.

Выбор реактора по индуктивному сопротивлению сводится к расчёту требуемого сопротивления реактора (X_р^треб), позволяющему ограничить ток к.з. до нужного значения

X_р^треб= X_рез^треб- X_рез,

где - результирующее сопротивление цепи к.з. без реактора;

Xрезтреб

- требуемое сопротивление цепи к.з. для обеспечения требуемого (сниженного) значения периодической составляющей тока к.з. ( )

Выбор разъединителей

Выбор разъединителей производим так же, как и выключателей, но без проверок на отключающую способность, так как они не предназначаются для отключения цепей, находящихся под током.

Результаты выбора разъединителей для РУВН сведены в табл. 3.6.2.1:

табл. 3.6.3.1

Расчетные величины	Каталожные данные разъединителя РНДЗ-2-220/630У1	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
iу, кА		iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	1,36	Вкн, кА2с

Результаты выбора разъединителей для РУСН сведены в табл. 3.6.2.2:

табл. 3.6.3.2

Расчетные величины	Каталожные данные разъединителя РНДЗ-2-35/1000У1	Условия выбора
Uуст, кВ		Uн, кВ
Iраб.max, А		Iн, А
iу, кА	34,2	iпр.с, кА
Вк.рас., кА2с	110,25	Вкн, кА2с

На РУ 6 кВ разъединителей не ставлю так как их роль выполняют разъёмы выкатной ячейки КРУ марки …

Определение суммарной мощности потребителей подстанции

Расчет потребных мощностей нагрузок следует производить по любому из известных методов расчета. Потребную мощность можно определить с использованием коэффициента несовпадения максимумов нагрузки потребителей.

Суммарная активная мощность на стороне СН:

=2·20·0,8=32 МВт

Полная мощность на стороне CН:

МВА

Реактивная мощность на стороне СН:

=40·0,6=24 МВАр

Аналогично определяется суммарная мощность на стороне НН подстанции.

Суммарная активная мощность на стороне НН:

=5·4·0,7=14 МВт

Полная мощность на стороне НН:

МВА

Реактивная мощность на стороне НН:

=15,56·0,6=9,34 МВАр

Суммарная мощность на стороне ВН:

МВт

МВАр

МВА