Выбор количества и мощности силовых трансформаторов на приемных подстанциях

При проектировании подстанции необходимо учитывать требования резервирования, исходя из того, что потребители I-ой категории должны иметь питание от двух независимых источников электроэнергии, при этом может быть обеспечено резервирование питания и всех других потребителей. При питании потребителей I-ой категории от одной подстанции, для обеспечения надежности питания, необходимо иметь минимум по одному трансформатору на каждой секции шин, при этом мощность трансформаторов должна быть выбрана так, чтобы при выходе из строя одного из них, второй, с учетом ГОСТ 14209 – 69 (уже есть 14209-97), выдерживал допустимую нагрузку силового до 40%(30% по новому) на время максимумов с общей суточной продолжительностью не более 6 ч, в течение 5 суток подряд, при коэффициенте заполнения не более 0,75, обеспечивая питание всех потребителей I-ой категории. Выбор трансформаторов производим для каждой подстанции с двумя трансформаторами, при номинальной мощности каждого, рассчитанного в пределах от 60% до70% максимальной нагрузки и с учетом перегрузки в аварийном режиме до 40%.

Исходя из выше приведенных условий выбора трансформаторов, учитывая, что на каждой подстанции устанавливаются два одинаковых трансформатора, можно составить следующую систему неравенств:

где S_ТП – необходимая мощность трансформаторной подстанции, МВ∙А;

S_Т – мощность одного трансформатора подстанции, МВ∙А.

В результате матем атических преобразований получается так, что первое условие учитывает второе условие системы неравенств, и, следовательно, является не нужным. Таким образом, выбор трансформаторов можно производить по следующему условию:

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме:

Коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме:

Для примера выберем трансформатор для подстанции А варианта 1:

Находим в приложении [6, с.416] трансформатор с мощностью, удовлетворяющей полученному диапазону:

2×ТДЦТГА-180/220 S_н = 360 МВ∙А 115/6,3 кВ

Затем определяем коэффициент загру зки для нормального и аварийного режима по выше приведенным формулам:

Аналогичным образом выбираем трансформаторы для остальных подстанций. Для того чтобы не выбирать трансформаторы непосредственно для каждого варианта проектируемой сети берем из справочника трансформаторы для каждой подстанции на 110 и 220 кВ, стремясь чтобы их мощности были как можно ближе к требуемой. Если не удается подобрать трансформатор с мощностью попадающей в диапазон условия выбора, берем трансформатор с ближайшей большей мощностью. Результаты заносим в таблицу 3. Далее выписываем все необходимые технические характеристики трансформаторов в таблицу 4.

Согласно требованиям ПУЭ [2] принимаем к установке однотипные трансформаторы.

Вариант	Подстанция	Max нагрузка S, МВ·А	Мощность потребителей I и II категорий SП, МВ·А	Количество выбранных трансформаторов	Номинальная мощность трансформаторов, SН, МВ·А	Коэффициент загрузки в нормальном режиме КЗ.Н	Коэффициент загрузки в аварийном режиме КЗ.А
110/220
	ИП - а		334,4	–/2		0,58	1,16
а - б		370,5	–/2		0,54	1,08
б - г		165,6	2/2	200/160	0,52/0,65	1,04/1,29
г - в		52,8	2/–		0,52	1,05
г - д		97,2	2/–		0,68	1,35
	ИП - а		334,4	–/2		0,58	1,16
а - б		370,5	–/2		0,54	1,08
б - в		165,6	2/2	200/160	0,52/0,65	1,04/1,29
в - г		26,4	2/–		0,66	1,32
г - д		97,2	2/–		0,68	1,35
	ИП - а		334,4	–/2		0,58	1,16
а - б		370,5	–/2		0,54	1,08
б - в		52,8	2/–		0,52	1,05
б - г		26,4	2/–		0,66	1,32
г - д		97,2	2/–		0,68	1,35
	ИП - б		397,1	–/2		0,58	1,16
б - а		26,6	2/–	–/25	–/0,56	–/1,12
б - г		165,6	2/2	200/160	0,52/0,65	1,04/1,29
г - в		52,8	2/–		0,52	1,05
г - д		97,2	2/–		0,68	1,35
	ИП - б		397,1	–/2		0,58	1,16
б - а		22,4	2/–	–/25	–/0,56	–/1,12
б - в		165,6	2/2	200/160	0,52/0,65	1,04/1,29
в - г		26,4	2/–		0,66	1,32
г - д		97,2	2/–		0,68	1,35

Таблица 3 – Выбор силовых трансформаторов и автотрансформаторов

Примечание: напряжение 35 кВ не используется, т. к. при выборе трансформаторов на это напряжение невозможно обеспечить оптимальный коэффициент загрузки предлагаемыми мощностями.

Таблица 4 – Технические данные силовых трансформаторов и автотрансформаторов

Вариант	Подстанция	Тип трансформатора	Номинальное напряжение UH, кВ	Пределы регулирования, %	Потери х.х. ΔPХХ, кВт	Потери к.з. ΔPКЗ, кВт	Напряжение к.з. UКЗ, %	Ток х.х. IХХ, %	Стоимость трансформаторов подстанции, т. руб.
ВН	СН	НН
	ИП - а	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
а - б	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
б - г	ТДН-25/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
АТДЦТН-160/220			11; 13,8					0,5
г - в	ТДЦН-63/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,6
г - д	ТДЦН-80/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,55
	ИП - а	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
а - б	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
б - в	ТДЦ-200/110		—	13,8	±8×1,5			10,5	0,5
АТДЦТН-160/220			11; 13,8					0,5
в - г	ТДН-25/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
г - д	ТДЦН-80/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,55
	ИП - а	ТДГ-30,1/220		—		±24,2				4,0
а - б	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
б - в	ТДЦН-63/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,6
б - г	ТДЦ-25/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
г - д	ТДЦН-80/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,55
	ИП - б	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
б - а	ТДЦ-25/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
б - г	ТДЦ-25/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
АТДЦТН-160/220			11; 13,8					0,5
г - в	ТДЦН-63/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,6
г - д	ТДЦН-80/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,55
	ИП - б	2×ТДЦТГА-180/220			10,5	±24,2			11,7	3,8
б - а	ТДЦ-25/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
б - в	ТДН-63/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,6
АТДЦТН-160/220			11; 13,8					0,5
в - г	ТДЦ-25/110		—	10,5	±9×1,78			10,5	0,75	58,3
г - д	ТДЦН-80/110		—	38,5	±9×1,78			10,5	0,55

Примечание: материал магнитопровода – А