1.6 Выбор силовых трансформаторов понизительных подстанций

Выбор количества трансформаторов зависит от требований к надежности электроснабжения питающихся от подстанции потребителей. По условию дипломного проекта на всех подстанциях имеются потребители 1-ой категории и следовательно, число устанавливаемых трансформаторов должно быть не менее двух.

Расчетная мощность одного трансформатора на подстанции с учетом допустимой перегрузки в послеаварийном режиме определяется по формуле:

, (1.14)

где ‑ допустимый коэффициент перегруза для трансформаторов при продолжительности перегрузки в течение суток, равный согласно заданию .

Для ПС № 1: ,

Для ПС № 2: ,

Для ПС № 3: ,

Для ПС № 4: ,

Для ПС № 5: .

Для ПС № 6: .

По [1, табл. 5.18] выбираем соответствующие типы трансформатора.

Результаты выбора трансформаторов приведены в таблице 1.3.

Таблица 1.3.

Выбор трансформаторов на понижающих подстанциях

№ узла	Полная мощность в узле, МВ·А	Расчетная мощность одного трансформатора	Тип трансформаторов
1	36,6	30,5
2	43,8	36,5
3	47	39,2
4	26,1	21,75
5	19,1	16,5
6	20,7	17,25

Паспортные данные выбранных трансформаторов приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4.

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 110 кВ

Справочные данные
	40	25
Пределы регулирования
Справочные данные
	115	115
	10,5	11
	10,5	10,5
	172	120
	36	27
	0,65	0,7
	1,4	2,54
	34,7	55,9
	260	175

1.7 Выбор сечения проводников воздушных линий электропередачи

При проектировании воздушных линий напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным обобщенным показателям. В качестве таких показателей используют нормированные значения экономической плотности тока. Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой линии составляет:

, (1.15)

где - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм², для заданных условий выбираемое по [3, табл. 1.3.36].

– расчётный ток в час максимума энергосистемы, определяемый как:

, (1.16),

где – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии, для линий 110 кВ принимается равным 1,05;

– коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии .

– ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для линии питающей и распределительной сети из расчета режима соответствующего максимальной нагрузки энергосистемы:

(1.17).

Исходя из напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду, материала опор и количества цепей в линии по табл. 3.15, [1] выбираются сечения сталеалюминевых проводов. Для линии 110 кВ наименьшее сечение сталеалюминевого провода равно 120 мм². Использование проводов сечением 70 мм² и 95 мм² согласно табл. 7.4, [1] экономически не выгодно и не целесообразно.

Проверка выбранных сечений по допустимому нагреву осуществляется по формуле:

, (1.18)

где - наибольший ток в послеаварийном режиме, А;

- допустимый ток по нагреву, А [1, табл. 3.15].

_{Для проектируемой сети выберем коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии и нормированное значение эконом}ической плотности тока: при , ;

Вариант I

Определим распределение полных мощностей (без учета потерь в линиях) по участкам проектируемой сети.

Рассмотрим двухцепные линии А-1’, 1’-1, 1'-2, А-4’, 4’-3, 4’-4.Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям.

;

;

;

;

;

.

Рассмотрим «кольцо» А-5-6-А – линию с двухсторонним питанием (рис. 1.7). Наметим точку потокораздела – точку 2 и направления потоков мощностей.

A 5 6 A

Рис. 1.7. Распределение полной мощности на участке А-5-6-А.

По первому закону Кирхгофа определим перетоки мощности на участке :

Определим расчетную токовую нагрузку в нормальном режиме по каждой цепи линий по выражению (1.17).

Расчетная токовая нагрузка для одной (каждой) цепи двухцепных линий:

В линии А – 1':

,

В линии 1'-1:

,

В линии 1' – 2:

,

В линии А – 4':

,

В линии 4' – 3:

,

В линии 4' – 4:

.

Расчетная токовая нагрузка одноцепных линий «кольца А-5-6-А » в нормальном режиме.

В линии А – 5:

,

В линии 5 – 6:

,

В линии А – 6:

.

Определим сечения (F) проводов проектируемой сети по формуле (1.15):

,

,

,

,

,

,

,

,

Сечения, полученные в результате расчетов округляем до ближайших стандартных. Так, для линии А –1' выбираем провода АС – 240/32, для линии А - 4' выбираем провода АС-185/29, а для остальных линий - провода АС – 120/19.

Выбранные провода проверяем на работу в послеаварийном режиме. Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии. Определим мощность линии в аварийном режиме , МВА и расчетный аварийный ток , А. Все полученные данные сводим в таблицу 1.5.

Рассмотрим двухцепные линии А-1’, 1’-1, 1’-2, А-4’, 4’-3, 4’-4:

- обрыв одной цепи линии А – 1’:

,

,

- обрыв одной цепи линии 1’ – 1:

,

,

- обрыв одной цепи линии 1’ – 2:

,

,

- обрыв одной цепи линии А – 4’:

,

,

- обрыв одной цепи линии 4’ – 3:

,

,

- обрыв одной цепи линии 4’ – 4:

,

,

Рассмотрим «кольцо» А-5-6-А.

- обрыв линии А – 5 (наиболее нагруженной будет линия А –6):

,

,

- обрыв линии А– 6 (наиболее нагруженной будет линия А –5):

,

,

- поток мощности на участке 5-6:

,

Таблица 1.5.

Выбор марки и сечения проводов для схемы №1.

Линия	А– 1’	1’ – 1	1’ – 2	А – 4'	4' – 3	4' – 4	A – 5	5 – 6	А – 6
	221,55	100,8	120,75	201,6	129,5	72	85	24,3	138,3
Марка провода	АС – 240/32	АС – 120/19	АС – 120/19	АС – 185/29	АС – 120/19	АС – 120/19	АС 120/19–	АС – 120/19	АС – 120/19
	443,1	211,2	253	422,4	271,7	150,7	223,125	108,6	223,125
	610	390	390	510	390	390	390	390	390

Вариант II

Определим распределение полной мощности (без учета потерь в линиях) в проектируемой сети. Рассмотрим двухцепные линии А-1’, 1’-1, 1’-2, A-4’, 4’-3, 4’-4, A-6’, 6’-5, 6’-6. Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям.

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Определим расчетные токовые нагрузки двухцепных линий в нормальном режиме, используя выражение (1.17).

В линии А – 1':

,

В линии 1'-1:

,

В линии 1' – 2:

,

В линии А – 4':

,

В линии 4' – 3:

,

В линии 4' – 4:

,

В линии А – 6':

,

В линии 6' – 5:

,

В линии 6' – 6:

.

Определим сечения (F) проводов проектируемой сети по формуле (1.15):

,

,

,

,

,

,

,

,

.

Сечения, полученные в результате расчетов округляем до ближайших стандартных. Так, для линии А –1' выбираем провода АС – 240/32, для линии А - 4' выбираем провода АС-185/29, а для остальных линий - провода АС – 120/19.

Выбранные провода проверяем на работу в послеаварийном режиме. Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии. Определим мощность линии в аварийном режиме , МВА и расчетный аварийный ток , А. Все полученные данные сводим в таблицу 1.6.

Рассмотрим двухцепные линии:

- обрыв одной цепи линии А – 1’:

,

,

- обрыв одной цепи линии 1’ – 1:

,

,

- обрыв одной цепи линии 1’ – 2:

,

,

- обрыв одной цепи линии А – 4’:

,

,

- обрыв одной цепи линии 4’ – 3:

,

,

- обрыв одной цепи линии 4’ – 4:

,

,

- обрыв одной цепи линии А – 6’:

,

,

- обрыв одной цепи линии 6’ – 5:

,

,

- обрыв одной цепи линии 6’ – 6:

,

.

Таблица 1.6.

Выбор марки и сечения проводов для схемы №2.

Линия	А– 1’	1’ – 1	1’ – 2	A– 4’	4’ – 3	4’ – 4	A - 6’	6’ – 5	6’ - 6
	221,6	100,8	120,7	201,6	129,5	72	111,6	54,5	57
Марка провода	АС – 240/ 32	АС – 120/ 19	АС – 120/ 19	АС – 185/ 29	АС – 120/ 19	АС – 120/ 19	АС – 120/ 19	АС – 120/ 19	АС – 120/ 19
	443,1	211,2	253	422,4	271,7	150,7	223	109	114
	610	390	390	510	390	390	390	390	390

При сравнении наибольшего тока в послеаварийном режиме с длительно допустимым током по нагреву выполняется неравенство , следовательно, выбранные провода удовлетворяют условию допустимого нагрева в послеаварийном режиме.