Выбор схем распределительных устройств и оборудования для промежуточной подстанции
Вариант I.
Согласно [3] для распределительных устройств высшего напряжения на промежуточной подстанции при совпадающих напряжениях участков и сравнительно большой распределяемой мощности, отбираемой с шин высшего напряжения (в нашем случае 440 МВт из 950 МВт), рекомендуется к применению схема «трансформаторы – шины» с присоединением линий через два выключателя, а также схемы типа многоугольник.
Для 7 присоединений на ОРУ 500 кВ (2 приходящих ВЛ 500 кВ участка ЭС-ПС, 1 отходящая ВЛ 500 кВ участка ПС-Система, 2 шунтирующих реактора РТУ 180000/500, 2 АТ 500/220 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «трансформаторы-шины», так как схемы многоугольника используются для количества присоединений до 6 (схема «шестиугольник»). Схема РУ 500 кВ промежуточной ПС представлена на рисунке 10.
Рис. 10 Схема ОРУ 500 кВ на промежуточной ПС
Номинальное среднее напряжение промежуточной подстанции – 220 кВ. Общая максимальная нагрузка ПС – 440 МВт, причем 90%, т.е. 396 МВт приходится на среднее напряжение. Нагрузку в 396 МВт могут обеспечить либо 3 загруженные ВЛ 220 кВ, либо 4 недогруженные ВЛ 220 кВ. При строительстве загруженных линий необходимо предусматривать возможность расширения распределительного устройства среднего напряжения при росте нагрузки на перспективу, т.е необходимо строительство секционированных систем шин с обходной (так как в состав нагрузки входят потребители I категории), что, согласно [4] требует экономического обоснования.
Другим вариантом может послужить строительство 4 недозагруженных (100 МВт на 1 ВЛ при натуральной мощности 130 МВт) ВЛ 220 кВ. Тогда отсутствует необходимость в расширении РУ, так как маловероятно, что нагрузка на РУ СН вырастет более, чем на 240 МВт при текущих 440 МВт (1 ВЛ 220 кВ имеет предельную пропускную способность 160-170 МВт, т.е. 4 ВЛ обеспечивают запас в 240 МВт для роста нагрузки).
Для 6 присоединений на ОРУ 220 кВ (4 ВЛ 220 кВ + 2 АТ 500/220) может использоваться схема «шестиугольник», наиболее рекомендуемая [4] в качестве схемы РУ 220 кВ. При этом резко сокращается число выключателей 220 кВ на РУ СН по сравнению со схемами с обходной системой шин, что приводит к снижению капиталовложений в строительство промежуточной ПС. Схема ОРУ 220 кВ представлена на рисунке 11.
Рис. 11 Схема ОРУ 220 кВ промежуточной ПС
В качестве схемы РУ 10 кВ, от которого питается нагрузка, применяется типовая (КРУН) [3], количество отходящих линий от его шин определяется, исходя из нагрузки в 3–4 МВ×А на одну линию. Регулирование напряжения на этих шинах осуществляется линейными регулировочными трансформаторами (ЛРТ). Синхронные компенсаторы на промежуточной ПС отсутствуют.
Коэффициент мощности на шинах подстанции приемной системы – 0,91.
Активная нагрузка на стороне НН (10 кВ):
Полная мощность, приходящаяся на РУ 10 кВ промежуточной ПС:
Если принять, что на одну отходящую линию приходится 3,5 МВА мощности, то число отходящих от РУ НН присоединений:
Схема РУ 10 кВ промежуточной ПС изображена на рисунке 12.
Рис. 12 Схема ОРУ 10 кВ промежуточной ПС
Перейдем к выбору трансформаторного оборудования для промежуточной подстанции: автотрансформаторов и линейных регулировочных трансформаторов.
Активная нагрузка на стороне СН (220 кВ):
Нагрузка ПС на стороне НН (220 кВ):
Необходимая мощность АТ 500/220 кВ:
1-ое условие:
2-ое условие:
По [1, табл. 5.22] выбираем для установки на промежуточную подстанцию две однофазных автотрансформаторных группы 2×(3×АОДЦТН-167000/500/220).
Параметры автотрансформаторов приведены в таблице 13.
Таблица 13. Параметры 3×АОДЦТН-167000/500/220
| Каталожные данные | Расчетные данные | |||||||||||||||
  |  |  |   |  |   |  |  |   | ||||||||
| ВН | СН | НН | ВН-СН | ВН-НН | СН - НН | ВН | СН | НН | ВН | СН | НН | |||||
 |  |  |  |  |  |  |  |  |  |    |    |    |  |  |  |  |
На подстанции с автотрансформатором необходима установка линейных регулировочных трансформаторов для обеспечения регулирования напряжения на шинах низшего напряжения. Их мощность выбирается по условию:
в котором коэффициент допустимой перегрузки линейных регулировочных трансформаторов в послеаварийном режиме работы 
принимается равным 1,4.
Устанавливаем по [1, табл. 5.26] линейный регулировочный трансформатор типа ЛТДН-40000/10. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 14.
Таблица 14. Каталожные данные ЛТДН-40000/10
| |   | | | |   |  | ||||
| ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | |||
| | 18,5 | 3,5 | 2,5 | 0,02-0,04 |
* - положение переключателя
Выбор компенсирующих устройств, необходимых для установки на промежуточной подстанции был осуществлен в пункте 2.3 (табл.10). По результатам балансирования реактивной мощности на промежуточной подстанции было принято решение об установке двух реакторов РТУ 180000/500.
Вариант II.
По причине несовпадения номинальных напряжений участков «ЭС-ПС» и «ПС-Система» промежуточная подстанция в варианте II должна иметь два распределительных устройства высшего напряжения – РУ 500 кВ и РУ 330 кВ.
Для 8 присоединений на ОРУ 500 кВ (2 приходящих ВЛ 500 кВ участка ЭС-ПС, 2 шунтирующих реактора РТУ 180000/500, 2 АТ 500/220 кВ, 2 АТ связи 500/330 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «трансформаторы-шины», так как схемы многоугольника используются для количества присоединений до 6 (схема «шестиугольник»).
Для 4 присоединений на ОРУ 330 кВ (2 АТ связи 500/330 кВ, 2 отходящих ВЛ 330 кВ) наиболее оптимальной для использования является схема «четырехугольник».
Схема распределительных устройств высшего напряжения (РУ 500 кВ, РУ 330 кВ) представлена на рисунке 13.
Рис. 13 Схема ОРУ 500 кВ и ОРУ 330 кВ промежуточной ПС
Выбор распределительных устройств среднего и низшего напряжения на промежуточной подстанции в варианте II абсолютно аналогичен выбору таковых в варианте I.
Перейдем к выбору трансформаторного оборудования для промежуточной подстанции: автотрансформаторов и линейных регулировочных трансформаторов.
Активная нагрузка на стороне СН (220 кВ):
Нагрузка ПС на стороне НН (220 кВ):
Необходимая мощность АТ 330/220 кВ:
1-ое условие:
2-ое условие:
По [1, табл. 5.22] выбираем для установки на промежуточную подстанцию два автотрансформатора 2×(3×АОДЦТН-167000/500/220).
Таблица 13. Параметры 3×АОДЦТН-167000/500/220
| Каталожные данные | Расчетные данные | |||||||||||||||
| | | | | | | | | | ||||||||
| ВН | СН | НН | ВН-СН | ВН-НН | СН - НН | ВН | СН | НН | ВН | СН | НН | |||||
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
Выберем линейные регулировочные трансформаторы согласно условию 4.1:
Устанавливаем по [1, табл. 5.26] линейный регулировочный трансформатор типа ЛТДН-40000/10. Каталожные данные трансформатора приведены в табл. 14.
Таблица 16. Каталожные данные ЛТДН-40000/10
| | | | | | | | ||||
| ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | ПП*1 | ПП 23 | |||
| | 18,5 | 3,5 | 2,5 | 0,02-0,04 |
* - положение переключателя
Выбор компенсирующих устройств, необходимых для установки на промежуточной подстанции был осуществлен в пункте 2.3 (табл.10). По результатам балансирования реактивной мощности на промежуточной подстанции было принято решение об установке двух реакторов РТУ 180000/500.