Выбор количества и места установки ТП в населенном пункте

Критерием выбора оптимального количества ТП в заданном населенном пункте является минимум приведенных затрат. Однако на данном этапе проектирования еще неизвестны исходные данные, необходимые для определения этого критерия. Поэтому рекомендуется ориентироваться на дополнительные критерии выбора количества ТП в населенном пункте. К таким критериям относятся протяженность ВЛ или кабельных линий (КЛ) 0,38 кВ, суммарная мощность подстанций и значения провала напряжения при запуске асинхронных электродвигателей.

Если радиус ВЛ(КЛ) 0,38 кВ превышает 0,5 - 0,7 км при проектирования одной ТП в населенном пункте, то целесообразно рассмотреть вариант установки двух и более ТП. При суммарной электрической нагрузке населенного пункта свыше 400 кВ∙А и невозможности обеспечения допустимой глубины провала напряжения при запуске электродвигателя также целесообразно рассмотреть варианты установки двух и более подстанций в населенном пункте.

При целесообразности установки двух и более подстанций в населенной пункте желательно проектировать электроснабжение производственных и коммунально-бытовых потребителей от разных подстанций. Место расположения ТП выбирается в центре «тяжести» электрических нагрузок, присоединенных к данной подстанции, который может быть определен по формулам:

и , (5)

где X_i, Y_i - координаты центров нагрузок потребителей, подключенных к ТП; S_i - расчетная мощность на вводе i-го потребителя, кВ∙А.

При выборе места расположения подстанции на планенаселенного пункта оси координат и масштаб Х и Y принимаются произвольно.

Окончательное местоположение подстанции выбирается с учетом удобства ее размещения, обслуживания и возможности взаимного резервирования между ТП по ВЛ(КЛ) 0,38 кВ, что необходимо для потребителей первой категории надежности электроснабжения, таких, как больницы, инкубаторы, крупные животноводческие фермы, птицеводческие комплексы и др.

3.4 Расчет электрических нагрузок на участках сети 0,38 кВ и подстанции 10/0,4 кВ

Расчетные электрические нагрузки на участках сети 0,38 кВ и подстанции 10/0,4 кВ определяют с учетом не одновременности включения потребителей, применяя для суммирования коэффициент одновременности или добавку мощностей (формулы (2) и (3)). При этом к большей из двух (или более) нагрузок прибавляют добавку ΔS от меньшей. Отдельно рассчитывают дневной S_д и вечерний S_в максимумы нагрузок. Электрическую нагрузку ТП 10/0,4 кВ получают суммируя нагрузки головных участков отходящих линий (по добавкам мощностей или с помощью k₀). В вечернем максимуме нагрузки необходимо учитывать также нагрузку наружного освещения с коэффициентом одновременности, равным единице. За расчетную нагрузку принимают большую (в целом для линии или подстанции) из S_д и S_в.

При выборе количества трансформаторов на проектируемых подстанциях 10/0,4 кВ принимают во внимание категории надежности электроснабжения потребителей:

- к I категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб фермерским хозяйствам, повреждения дорогостоящего оборудования (для сельского хозяйства - болезнь и гибель животных, массовый брак продукции, порчу с/х продуктов), нарушение сложных технологических процессов;

- ко II категории относятся потребители, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих механизмов, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских, и сельских жителей;

- все остальные потребители относятся к III категории.

Таким образом, если к отходящим от ТП 10/0,4 кВ ВЛ(КЛ) 0,38 кВ подключены потребители I категории надежности электроснабжения, то необходимо на проектируемой подстанции 10/0,4 кВ установить два трансформатора. Это связано с необходимостью обеспечения электроэнергией потребителей I категории по двум взаимно резервирующим линиям от двух независимых источников питания, причем переключение электроснабжения потребителей на резервное должно производиться автоматически.

Для обеспечения надежности электроснабжения потребителей II категории, мощностью 250 кВт и более также проектируют двухтрансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ, а при меньшей мощности - однотрансформаторную. Кроме того, электропитание потребителей II категории, не допускающих перерыва более 0,5 ч, осуществляют по двум взаимно резервирующим линиям с возможностью ручного переключения электроснабжения потребителей.

При наличии в населенном пункте только потребителей III категории по надежности электроснабжения достаточно установить на ТП 10/0,4 кВ один трансформатор.

Номинальную мощность трансформатора на однотрансформаторной подстанции 10/0,4 кВ выбирают по экономическим интервалам нагрузок [1, с.164-165, таблица 4.12] в зависимости от расчетной полной мощности, среднесуточной температуры окружающей среды и вида электрической нагрузки.

Номинальная мощность трансформаторов на двухтрансформаторной подстанции 10/0,4 кВ определяется из условий их работы в нормальном и аварийном режимах. Если нет резервирования в сетях 0,38 кВ, то номинальную мощность трансформатора выбирают по условию:

, (6)

где S_pас - расчетная мощность подстанции 10/0,4 кВ, кВ∙А; K_ПС - коэффициент допустимой систематической перегрузки трансформатора подстанции, K_ПС=1,4÷1,6 (меньшее значение для коммунально-бытовой нагрузки, большее – производственной).

Если в сетях 0,38 кВ применяется резервирование, то номинальную мощность трансформаторов на проектируемой подстанции 10/0,4 кВ выбирают по двум условиям:

и , (7)

где S_pез - электрическая нагрузка, резервируемая по сетям 0,38 кВ, кВ∙А; К_ПА - коэффициент допустимой аварийной перегрузки подстанции, зависящий от степени загрузки трансформатора до аварии, и достигающий значений 1,5÷1,9.

Марку трансформатора, устанавливаемого на проектируемой ТП 10/0,4 кВ рекомендуется выбирать по таблице 4.13 [1, с.167], как правило, это трансформатор масляный (ТМ).

Все вновь сооружаемые и реконструируемые ТП 10/0,4 кВ в основном следует проектировать, применяя серийно выпускаемые комплектные трансформаторные подстанции (КТП), при этом рекомендуется учитывать следующее:

1) Схемы электрических соединений подстанций приняты на основании утвержденных типовыхсхем и технико-экономического расчета;

2) Трансформаторы на таких КТП применяются с переключением ответвлений без возбуждения (ПБВ), чтобы использовать трансформаторы с регулировкой напряжения под нагрузкой (РПН), необходимо специальное технико-экономическое обоснование;

3) Трансформаторы мощностью до 250 кВ∙А рекомендуется применять со схемой соединения обмоток звезда-зигзаг с выведенной нейтралью обмотки 0,4 кВ;

4) Распределительное устройство 0,4 кВ рекомендуется использовать с автоматическими воздушными выключателями;

5) Мачтовые трансформаторные подстанции (МТП) допускается применять наравне с КТП;

6) При проектировании электроснабжения крупных сельскохозяйственных комплексов рекомендуется предусматривать подстанции внутренней установки, размещаемые в пристройках или в производственных зданиях.