проектирование электрической сети района

На понижающих подстанциях 110 (220)/10 кВ осуществляют встречное регулирование напряжения с помощью устройств РПН трансформаторов. Встречное регулирование напряжения состоит в изменении напряжения в зависимости как от суточных , так и от сезонных изменений нагрузки в течении года. Оно предполагает поддержание уровня напряжения на шинах 10 кВ понижающих подстанций в период наибольших нагрузок на 5 % выше номинального, а в период наименьших нагрузок равного номинальному.
Таким образом, в нормальном и послеаварийном и послеаварийном режиме


Нормальный режим.
Ответвление регулируемой части обмотки понижающего трансформатора обеспечивающее желаемое напряжение на шинах низшего напряжения определяется:
,
где - степень реулируемого напряжения, %;
- рассчитанное напряжение со стороны низшего напряжения, приведенное к стороне высшего напряжения, кВ;
, - номинальные напряжения соответственно обмоток высшего и низшего напряжения трансформатора, кВ.


=

=


Определяем действительное напряжение на шинах низшего напряжения подстанции:
,



Результаты регулирования напряжения сведены в таблица 9.
Таблица 2.9 - Результаты регулирования напряжения на подстанциях сети в режиме наибольших нагрузок.
п/ст







1 113,758 121 11 1,78 -0,826 -1 10,529
2 112,314 121 11 1,78 -1,550 -2 10,587
3 113,763 121 11 1,78 -0,845 -1 10,530

Послеаварийный режим.
Ответвление регулируемой части обмотки понижающего трансформатора обеспечивающее желаемое напряжение на шинах низшего напряжения определяется:


=

=

Определяем действительное напряжение на шинах низшего напряжения подстанции:



Результаты регулирования напряжения сведены в табл. 10.

Таблица 2.10 - Результаты регулирования напряжения на подстанциях сети в послеаварийном режиме.
п/ст







1 103,240 121 11 1,78 -5,963 -6 10,415
2 104,753 121 11 1,78 -5,227 -5 10,453
3 109,047 121 11 1,78 -3,139 -3 10,472

По результатам расчетов можно сделать вывод: в нормальном и послеаварийном режимах на шинах низшего напряжения подстанции напряжение возможно отрегулировать в соответствии с законом встречного регулирования, так как напряжение после регулирования близко к желаемому напряжению. Качество регулирования удовлетворяет требованиям Правил устройства электроустановок.


2.5 Проектирование электрической части подстанции 110/10 кВ.

Схемы электрических соединений (типы схем) понижающих подстанций 110кВ на стороне высшего напряжения (ВН) определяются назначением каждой из подстанций и её “местоположением” в составе сети.
Были выбраны следующие типы схем подстанций:
-схема мостика ( рис. 28);
-схема четырёхугольника ( рис.29 ).
На стороне “низшего” напряжения (НН) подстанции могут применяться различные типы схем в зависимости от разнообразных условий непосредственного электроснабжения промышленных, коммунальнобытовых, сельскохозяйственных и электротранспортных потребителей. На подстанциях блочного типа обычно используются секционированные шины НН. Секционные выключатели НН как правило, разомкнуты в нормальных режимах работы подстанции и автоматически включаются при аварийном (или плановом) отключении одного из трансформаторов.









Рисунок 2. 28. - Схема мостика















Рисунок 2.29 - Схема четырехугольника

По месту в энергосистеме проектируемая подстанция (ПС-2) является транзитной. Высшее напряжение подстанции – 110 кВ, низшее – 10 кВ.
Составление структурной схемы подстанции

Рисунок 2.30 - Структурная схема подстанции


Рисунок 2.31 - Неполная принципиальная схема подстанции

Расчёт количества линий.
Число линий РУ, на котором имеется фиксированная нагрузка, определяется по формуле:
nл=
где Рmax – суммарная нагрузка, т.е Рmax=42 МВт,
Р1л – пропускная способность одной линии.
В зависимости от нагрузки РУ, принимается:
6 – 10 кВ – 2÷3 МВт, 110 кВ – 35÷40 МВт.
ассчитаем количество линий, отходящих от РУ – 10 кВ:

nл= .
Принимаем количество линий равным 20.
Количество линий, отходящих в энергосистему:
nл= .
Принимаем количество линий равным 2.
Так как данная подстанция является транзитной, то принимаем количество линий, отходящих в энергосистему, равным 2.

Выбор схем распределительных устройств
РУ 110 кВ имеет четыре присоединения (две линии и два трансформатора). Для данного РУ выберем схему с двумя основными и обходной системами шин.
В нормальном режиме шиносоеденительный выключатель включён. Обходной выключатель и разъединители в его цепях отключены. Разъединители каждого присоединения на обходную систему шин нормально отключены, таким образом обходная система шин в нормальном режиме находится без напряжения. Обходная система шин и обходной выключатель служат для вывода в ремонт любого выключателя, кроме шиносоеденительного без нарушения работы присоединения.
Для РУ – 10 кВ с числом линий, равным 20-ти выберем схему с двумя секционированными системами шин. В данной схеме связи между системами шин не предусматривается.
В нормальном режиме секционные выключатели отключены с целью ограничения токов короткого замыкания. Все выключатели и разъединители присоединений нормально включены.
Схема собственных нужд подстанции
Расчётную нагрузку определяют по формуле:
Ррасч=кс·Руст
где кс - коэффициент спроса, учитывающий неполную нагрузку приёмников.
Qрасч= Ррасч·tgφ,
сosφ=1 – для осветительной нагрузки и обогрева; сosφ=0,85 – для двигательной нагрузки.
Вычисленные данные сведём в таблицу 1.12.

Таблица 2.12. Приёмники собственных нужд.
Наименование приёмников Установленная мощность Cosφ tgφ кс Расчётная нагрузка
кол-во Всего,
кВт летом зимой
,
кВт ,
кВАр ,
кВт ,
кВАр
1. Охлаждение трансформатора 6 6 0,85 0,62 0,8 4,8 2,9 4,8 2,9
2. Подзарядно- зарядный агрегат
ВАЗП – 350/240 23 2
46 0,85 0,62 0,12 5,52 3,4 5,52 3,4
3.Постоянно включённые лампы 0,5 28
14 1 0 1 14 - 14 -
4.Подогрев выключателей 1,8 8
14,4 1 0 1 - - 14,4 -
5. Освещение - 2 1 0 0,6 1,2 - 1,2 -
6. Отопление - 18 1 0 1 - - 18 -
7.Электроподогрев и сушка тр-ра 100 2
200 1 0 0,1 20 - 20 -
8. Фильтрпресс 2 2
4 0,85 0,62 0,1 0,4 0,25 0,4 0,25
9. Насос 2 2
4 0,85 0,62 0,1 0,4 0,25 0,4 0,25
10.Отопление насосной пожаротушения - 20 1 0 0,05 - - 1 -
Итого 46,3 6,8 79,7 6,8

Таким образом, расчётная нагрузка вычисляется по формуле:
,
Летняя расчётная нагрузка:
кВА.
Зимняя расчётная нагрузка:
кВА.
Таблица 2.13 - Приёмники собственных нужд подстанции в аварийном режиме.
Наименование приёмников Расчётная нагрузка, кВт
Насосы пожаротушения 200
Аварийная вентиляция 0,2
Итого 200,2

При числе трансформаторов связи на подстанции два и более устанавливают два трансформатора собственных нужд (ТСН). Для данных ТСН примем схему соединения обмоток – Y/Y0.
За расчётную принимаем зимнюю нагрузку Sз=79,9 кВА.
Sт Sрасч= 79,9 кВА.
Выберем трансформатор марки ТСЗ – 160/10 (трёхфазный двухобмоточный с естественным воздушным охлаждением при защищённом исполнении). Паспортные данные трансформатора указаны в таблице 14.
Таблица 2.14 - Паспортные данные ТСН.
Тип
трансформатора Sном, кВ·А Напряжение обмотки Потери, Вт ,
% ,
%
ВН НН Рх Рк
ТСЗ – 160/10 160 10 0,4 700 2700 5,5 4
Определим нагрузку трансформаторов в аварийном режиме:

кВА.
Загрузка трансформаторов в аварийном режиме:
к
где n – число ТСН, к =1,15 1,2 – допустимая нагрузка в длительном режиме.
к= =0,94<1,15,
Следовательно, перегрузки не будет.
На данной подстанции примем оперативный постоянный ток. На подстанции с постоянным оперативным током ТСН присоединяется к шинам РУ–10 кВ. В цепях ТСН до 250 кВА на стороне 10 кВ устанавливаются предохранители. На стороне 380/220 В ТСН работают раздельно, каждый на свою секцию с АВР на секционной связи.
Согласно сведениям, приведённым выше, выберем следующую схему питания собственных нужд.