Схема электрического соединения подстанции

3. Схема электрического соединения подстанции

Схема должна удовлетворять следующим требованиям [1]:

экономичность, надежность, она должна обеспечивать требуемое количество электроэнергии, безопасность обслуживания, учитывать перспективу развития питаемых предприятий.

Норма технологического проектирования стандартных подстанций в зависимости от величины номинального напряжения и типа подстанции рекомендуют в каждом отдельном случае определенные схемы.

Рис 3.1 Схема трансформаторной подстанции

Р – разъединитель; СВ – секционный выключатель; КЗ – короткозамыкатель;

ОД – отделитель; ТСН- трансформатор собственных нужд; РУ- распредилительное устройство; ОРУ- открытое распределительное устройство.

 

4. Выбор схемы собственных нужд

Состав схемы собственных нужд зависит от типа трансформатора, мощности и ряда других факторов. Определенное количество потребителей собственных нужд имеет подстанция, выполненная по упрощенной схеме.

В состав потребителей входит [2]: обогрев шкафов релейной защиты, обогрев потребителей оперативной цепи; наружное освещение; обогрев шкафов КРУН; обогрев ОД, КЗ; освещение подстанции.

Составляем таблицу:

Объект	Количество потребителей	Активная мощность Р,кВт	cosj	Полная мощность S,кВА
Обогрев КРУ	17	1	1	17
Отопление и освещение ОПУ	2	1	1	2
Отопление и вентиляция ЗРУ	2	1	1	2
Освещение ОРУ 35 кВ	2	1	1	2
Итого				23

4.1 Определение и расчет нагрузок собственных нужд подстанции

Определяем номинальную мощность трансформатора собственных нужд:

S_ном³0.5×S_с.н. (4.1)

S_ном³0.5×23

S_ном³11.5

S_ном = 25 кВА

Таким образом, получаем два трансформатора по 25 кВА.

 

4.2 Выбор источника оперативного тока

Принимаем переменный источник тока, так как подстанция без постоянного дежурного персонала и небольшой мощности.

Питание для собственных нужд берется до вводного выключателя, что позволяет иметь оперативный ток при отключенной секции сборных шин.

 

4.3 Выбор числа, типа, мощности трансформаторов собственных нужд.

Берется два трансформатора малой мощности масляного типа на номинальную мощность 25 кВА.

 

5. Расчет токов короткого замыкания

 

5.1 Составление схемы замещения

Рис.5.1 Схемы замещения

Выбираем базисные и берем расчетные величины.

Sб = 100 МВА; Sкз = 2000 МВА; Uкз.сн=4.5%; Ку₃₅=1.608;

Uб₁=37 кВ; X₀=0.4 Ом/км; Sн=6.3 МВА; Кун=1.369

Uб₂=10.5 кВ; L=30 км; Sн.сн=25 кВА;

Uб₃=0.4 кВ; Uкз=7.5%; Ес=1.

5.2 Определяем сопротивление элементов электрической сети

Определяем базисный ток для первой точки по формуле:

Iб₁=Sб/Ö3×Uб₁ (5.1)

Iб₁=1.56×10³ А.

Для второй точки:

Iб₂=Sб/Ö3×Uб₂ (5.2)

Iб₂=5.499×10³ А

Для третьей точки:

Iб₃= Sб/Ö3×Uб₃ (5.3)

Iб₃=1.443×10³ А.

Определим сопротивление схемы замещения .

Для генератора:

Xс=Sб/Sкз (5.4)

Xс=0.05 Ом

Для линии:

Xл=Xо×L×Sб/Uб²₁

Xл=0.87 Ом.

Для трансформатора:

Xт=Uкз×Sб/100×Sн (5.6)

Xт=1.19 Ом

Для трансформатора собственных нужд:

Xт.сн=Uкз.сн×Sб/100×Sн (5.7)

Хт.сн=180 Ом.

Находим результирующее сопротивление до первой точки короткого замыкания:(рис 5.2):

Xр₁=Xл+Xс (5.8)

Xр₁=0.92 Ом

Для второй точки короткого замыкания (рис 5.3.):

Xр₂=Xл+Xс+Xт (5.9)

Xр₂=2.11 Ом.

Для третьей точки короткого замыкания (рис 5.4):

Xр₃=Xл+Xс+Xт+Xт.сн (5.10)

Xр₃=182.11 Ом.

 

5.3 Выбор коммутационных аппаратов

 

Для выбора коммутационных аппаратов необходимо задаться трехфазовым коротким замыканием и местом расположения их. Для этого рассматриваются точки:

К1 – ввод на трансформатор со стороны 35 кВ;

К2 – ввод на сборные шины 10 кВ;

К3 – ввод на сборные шины 0.4 кВ.

 

5.4 Расчет периодической составляющей тока короткого замыкания

Находим ток для каждой точки по формулам:

Iкз₁=Ес×Iб₁/Xр₁ (5.11)

Iкз₁=1.495×10³ А

Iкз₂=Ес×Iб₂/Xр₂ (5.12)

Iкз₂=2.619×10³ А

Iкз₃=Ес×Iб₃/Xр₃ (5.13)

Iкз₃=723 А.