Выбор схемы электрических соединений подстанции на низшем напряжении

При выборе схемы на стороне 10 кВ в первую очередь решается вопрос об ограничении тока короткого замыкания (КЗ).Для РУ 10 кВ выбирается схема, показанная на рис. 13. Для ограничения тока КЗ на стороне 10 кВ предусматривается раздельная работа расщепленных обмоток каждого из трансформаторов и раздельная работа каждого трансформатора на свои две полусекции (то есть секционные выключатели при нормальной работе должны быть разомкнуты). В случае отключения трансформатора секционные выключатели включаются автоматически устройством автоматического ввода резерва (АВР).

 

Рисунок 13 – Упрощенное изображение схемы электрических соединений проектируемой подстанции на напряжение 10 кВ

 

 

3.4. Выбор количества, типа, мощности трансформаторов с.н. и схемы собственных нужд подстанции

 

В состав потребителей собственных нужд (с.н.) подстанции входят электродвигатели обдува трансформаторов, обогрев приводов коммутационной аппаратуры, шкафов комплектных распределительных устройств наружной установки (КРУН), а также освещение подстанции. Наиболее ответственными потребителями с.н. подстанций являются оперативные цепи, система связи, телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение.

Согласно требованиям [1] на проектируемой подстанции необходимо установить два трансформатора с.н. (ТСН) напряжением 10/0,38 кВ, с подключением их через разъединители и предохранители на участке между выводами НН основного трансформатора и его выключателем. Для сети с.н. переменного тока принимается напряжение 380/220 В с заземленной нейтралью.

Питание сети оперативного переменного тока осуществляется от шин с.н. через стабилизаторы с напряжением на выходе 220 В; сеть выполняется с незаземленными фазами.

При отсутствии исчерпывающих данных по составу потребителей с.н. на проектируемой подстанции можно воспользоваться методикой расчета мощности потребителей с.н. по установленным нормам годового электропотребления ими.

Для определения нормы расхода электроэнергии на охлаждение и обдув трансформаторов подстанции можно воспользоваться данными табл. П.3. [2].

Коэффициенты годовой загрузки трансформаторов составляют:

С учетом коэффициента загрузки трансформаторов за год величины электроэнергии, расходуемой на их обдув и охлаждение трансформаторов W составят (тыс.кВт×ч):

где 13,1 – норма расхода электроэнергии на обдув трансформатора

ТРДН-25000/110 при загрузке 70% табл. П.3. [2].

 

 

Норма расхода электроэнергии на обогрев общеподстанционного пункта управления (ОПУ) определяется с учетом данных табл. П.2 [2].

тыс. кВт×ч.

Аналогичные величины для вентиляции и освещения ОПУ берутся из табл. П.2 и П.4 [2].. Расход электроэнергии на обогрев помещения ОВБ, наружное освещение подстанции, оперативные цепи и цепи управления а также аппаратуру связи и прочих потребителей определяется аналогично.

Количество ячеек КРУН с выключателями составляет , из них: 10 ячеек линий; 4 вводные ячейки; 4 ячейки резерва; 2 ячейка секционного выключателя, 4 ячейки секционного разъема, 4 ячейки для подключения трансформаторов напряжения. Поэтому норма расхода на обогрев ячеек КРУН по данным табл. П.5[2]. составит (тыс.кВт×ч)

Результаты расчетов норм годового расхода электроэнергии потребителями с.н. проектируемой подстанции (тыс. кВт×ч) приведены в табл. 5.

Таблица 5 – Нормированный годовой расход электроэнергии потребителями с.н. проектируемой подстанции (тыс.кВт×ч в год)

Наименование	Равномерное распределение в течение года	По графику наиболее загруженного месяца
электроприемников	двигатель-	прочие по-	обогрев	освеще-
собственных нужд	ные нагрузки	требители	оборудо-вания	помеще-ния	ние
Обдув и охлаждение трансформаторов и автотрансформаторов	16,47
Обогрев ОПУ				18,40
Вентиляция ОПУ	0,80
Освещение ОПУ					1,00
Обогрев помещения ОВБ
Наружное освещение					1,50
Оперативные цепи и цепи управления (на подстанциях с переменным оперативным током)		4,50
Обогрев ячеек КРУН и релейных шкафов наружной установки, обогрев электросчетчиков в неотапливаемых помещениях			13,60
Обогрев выключателей			17,80
Аппаратура связи и телемеханики		4,8
Прочие (небольшой ремонт, устройства РПН, дистилляторы, вентиляция ЗРУ, обогрев и освещение проходной)		2,5
ИТОГО	17,27	11,80	31,40	18,40	2,5

 

 

Норма расхода электроэнергии на с.н. подстанции за год составит:

тыс.кВт×ч

В соответствии с требованием мощность ТСН должна выбираться с учетом разновременности графиков нагрузки различных групп потребителей с.н. подстанции. Для определения наиболее загруженного периода работы ТСН можно воспользоваться данными табл. П.10 [2], где приведена информация о распределении нагрузки по месяцам года для различных климатических зон. Из табл. П.10 [2], следует, что за наиболее загруженный месяц года для умеренно теплого климата можно принять декабрь. При этом за указанный месяц на обогрев оборудования расходуется 25,6% годового расхода электроэнергии, что составит:

тыс.кВт×ч.

На обогрев помещений за этот же период расходуется 19,9%, что составит:

 

тыс.кВт×ч.

 

Тогда суммарный расход электроэнергии за декабрь на обогрев составит:

тыс.кВт×ч.

 

На освещение, согласно табл. П.10 [2], за указанный месяц приходится 12% от годового расхода и составляет:

тыс.кВт×ч.

Среднее количество часов в месяц составляет 31×24=744 ч. Следовательно, мощность на обогрев оборудования и помещений подстанции составляет:

тыс.кВт, или 15,7 кВт

Мощность осветительной установки с учетом темного времени суток составит: тыс.кВт, или 1,2 кВт.

Мощность на обдув трансформаторов с учетом примечания табл. П.3 [2], определится следующим образом: тыс. кВт, или 3,8 кВт.

 

Мощность на вентиляцию и прочую нагрузку соответственно равны:

тыс.кВт, или 0,1 кВт;

тыс.кВт, или 1,3 кВт.

 

Двигательная нагрузка составляет

; кВт

Можно предположить, что указанная нагрузка эксплуатируется с коэффициентом мощности 0,8. Тогда реактивная мощность двигательной нагрузки составит:

; (7)

квар

Суммарная активная мощность потребителей с.н. подстанции в наиболее загруженный период года составит

кВт.

Реактивная мощность квар. А полная мощность равна

кВ×А.

На подстанции следует предусмотреть установку двух ТСН с подключением по схеме, изображенной на рис. 11. Мощность каждого из них, согласно расчетам, будет равна 25 кВ×А. Таким образом, на подстанции в качестве ТСН предусматривается установить сухие трансформаторы ТЛС-25, с номинальным напряжением обмотки НН 0,4 кВ. Данное решение рекомендовано [4] и позволяет снизить трудоемкость обслуживания подстанции и повысить пожарную безопасность. Характеристики трансформатора приведены в табл. 6. Для сухих трансформаторов перегрузка 24 часа в сутки в течении пяти суток подряд недопустима, однако, мощность каждого ТСН больше мощности, потребляемой потребителями с.н. всей подстанции. Поэтому нет необходимости проверять выбранный трансформатор по перегрузкам.

 

Рисунок 14 – схема собственных нужд проектируемой подстанции

 

Таблица 6 – Паспортные данные трансформатора с. н.

 

Тип трансформатора	Sном, МВ·А	Пределы регулиро-	Uном, кВ, обмоток	ик,	DРк,	DРх,	Iх,
		вания, %	В	Н	%	кВт	кВт	%
ТЛС-25	0,025	±2´2,5		0,4	1,6	0,4	0,22	3,0